Höhenenergie, kinetischen Energie, Spannenergie, Energieerhaltung
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2. Der Dachdecker und die Tonne I<br />
ÜbereinRollesindderDackdecker (75kg)miteiner Tonne(25kg)mitZiegel(250kg)<br />
verbunden. Zu Beginn befindet sich die Tonne im 6. Stock (3m pro Stockwerk) und<br />
der Dachdecker am Boden.<br />
(a) Fertige eine Skizze mit den wirkenden Kräften an. Welche Beschleunigung<br />
erfährt der Dachdecker?<br />
(b) Welche <strong>Höhenenergie</strong> hat die Tonne mit den Ziegeln zu Beginn?<br />
(c) Welche <strong>Energie</strong>umwandlungen findet statt, wenn der Dachdecker bis zum 6.<br />
Stock nach oben gezogen wird?<br />
(d) Welche <strong>Höhenenergie</strong> hat der Dachdecker im 6. Stock?<br />
(e) Mit welcher Geschwindigkeit kommt der Dachdecker im 6. Stock an?<br />
Lösung: (a) Fges = 2,0kN; a = 5,7 m<br />
s 2<br />
(b) Epot1 = 48kJ<br />
(c) Epot,Tonne ↓, Epot,Dachdecker ↑,Ekin,Tonne ↑, Ekin,Dachdecker ↑,<br />
(d) Epot2 = 13kJ<br />
(e) v = 14 m<br />
s<br />
3. Der Dachdecker und die Tonne II<br />
ÜbereinRollesindderDackdecker (75kg)miteiner Tonne(25kg)mitZiegel(250kg)<br />
verbunden. Der Dachdecker wird von der Tonne nach oben gezogen; die Tonne<br />
bewegt sich nach unten. Beim Aufprall der Tonne auf dem Boden fällt der Boden<br />
aus der Tonne und die Ziegel fallen heraus. Nun bewegt sich der Dachdecker wieder<br />
nach unten.<br />
(a) Fertige eine Skizze mit den wirkenden Kräften an. Welche Kraft und Beschleunigung<br />
erfährt der Dachdecker?<br />
(b) Welche <strong>Höhenenergie</strong> hat die Tonne bzw. der Dachecker im 6. Stock (3m pro<br />
Stockwerk)?<br />
(c) Mit welcher Geschwindigkeit trifft der Dachdecker am Boden auf?<br />
(d) Nun reißt das Seil. Mit welcher Geschwindigkeit trifft die Tonne am Boden<br />
auf?<br />
Lösung: (a) Fges = 0,49kN; a = 4,9 m<br />
s 2<br />
(b) Epot,Tonne = 4,4kJ, Epot,Dachdecker = 13kJ<br />
(c) Ekin1 = 13kJ −4,4kJ = 8,6kJ; v = 13 m<br />
s<br />
(d) Ekin2 = 19 m<br />
s<br />
4. Inlineskater<br />
Die Bildsequenz einen Inlineskater auf einer Halfpipe. Die Bilder haben einen zeitlichen<br />
Abstand von 0,50 s.<br />
2
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