Höhenenergie, kinetischen Energie, Spannenergie, Energieerhaltung
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(a) Treffe zu jedem der sechs Bilder eine Aussage über die jeweils vorhandenen<br />
<strong>Energie</strong>formen.<br />
(b) Erläutere kurz, wie sich die jeweiligen <strong>Energie</strong>formen gegenüber dem vorangegangenen<br />
Bild verändert haben und wann Maximalwerte erreicht sind.<br />
(c) Bestimme anHandder Bilder 3und 4, wieschnell der Inlineskater in der Ebene<br />
in etwa ist (die Halfpipe ist etwa 3 m hoch).<br />
(d) Berechne seine Geschwindigkeit in der Ebene unter der Annahme, dass seine<br />
gesamte <strong>Höhenenergie</strong> in kinetische <strong>Energie</strong> übergegangen ist (der Inlineskater<br />
hat eine Masse von 35 kg).<br />
Quelle:StaatsinstitutfürSchulqualitätundBildungsforschung,LinkebenezumLehrplan<br />
Lösung: Die Geschwindigkeit beträgt in etwa 8 m/s.<br />
7. Hans und Eva spielen mit Würfeln der Kantenlänge a = 12cm und der Masse<br />
m = 400g. Hans stapelt acht der Würfel, die alle auf dem Boden liegen, der Reihe<br />
nach aufeinander zu einem Turm. Eva schiebt ebenfalls acht Würfel auf dem Boden<br />
zu einem Turm zusammen und stellt dann den ganzen Turm auf einmal senkrecht.<br />
(a) Welche Gesamtarbeit WH verrichtet Hans an den Würfeln?<br />
(b) Welche Arbeit WE verrichtet Eva beim Aufstellen des Turms?<br />
Tipp: Du darfst dir die ganze Masse des Turms in seinem Mittelpunkt (Schwerpunkt)<br />
vereint denken.<br />
Lösung: (a) Der erste Würfel bleibt liegen, also h1 = 0, der zweite Würfel wird um h2 = a<br />
gehoben, der dritte um h3 = 2a usw.:<br />
W = mgh1 +mgh2 + ... +mgh8 = mg(a+2a+ ... +7a) =<br />
= mga(1+2+3+4+5+6+7) = 28mga = 13,2J<br />
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