Aufgabenblock — AFB I
Zehn Standardaufgaben zum Reproduzieren: Formel kennen, Werte einsetzen, ausrechnen. Das sind die sicheren Punkte in jeder Arbeit — wer \(E_{\mathrm{kin}} = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\), \(E_{\mathrm{pot}} = m \cdot g \cdot h\), \(E_{\mathrm{spann}} = \frac{1}{2} \cdot D \cdot s^2\) und die Umrechnungen der Einheiten sicher beherrscht, hat den Grundstock für die ganze Arbeit.
Ein Fußball (\(m\) = 0,45 kg) fliegt nach einem Schuss mit \(v\) = 20 m/s. Berechnen Sie seine Bewegungsenergie \(E_{\mathrm{kin}}\).
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Ein Blumentopf (\(m\) = 2,5 kg) steht auf einem Balkon \(h\) = 6,0 m über dem Gehweg. Berechnen Sie seine Lageenergie \(E_{\mathrm{pot}}\) bezogen auf den Gehweg. Rechnen Sie mit \(g\) = 9,81 N/kg.
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Eine Druckfeder mit der Federkonstante \(D\) = 400 N/m wird um \(s\) = 0,15 m zusammengedrückt. Berechnen Sie die Spannenergie \(E_{\mathrm{spann}}\).
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Ein Ladegerät liefert bei \(U\) = 5,0 V die Stromstärke \(I\) = 2,0 A. Es lädt \(t\) = 30 min lang. Berechnen Sie die elektrische Energie \(E_{\mathrm{el}}\) in Kilojoule.
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Ein Zug fährt mit \(v\) = 72 km/h. Geben Sie die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde an.
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Ein Stromzähler zeigt, dass ein Gerät die Energie \(E\) = 0,50 kWh umgesetzt hat. Geben Sie diese Energie in Megajoule an.
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Bei einer Kernreaktion verschwindet die Masse \(\Delta m\) = 1 mg = 0,000 001 kg. Berechnen Sie die frei werdende Energie \(E\) in Gigajoule. Rechnen Sie mit \(c\) = 300 000 000 m/s.
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Ein Kletterer (\(m\) = 50 kg) hat gegenüber dem Wandfuß die Lageenergie \(E_{\mathrm{pot}}\) = 1962 J. Berechnen Sie, in welcher Höhe \(h\) er sich befindet. Rechnen Sie mit \(g\) = 9,81 N/kg.
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Ein Apfel fällt aus \(h\) = 3,2 m Höhe vom Baum. Berechnen Sie seine Geschwindigkeit \(v\) kurz vor dem Aufprall. Reibung wird vernachlässigt, \(g\) = 9,81 N/kg.
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Eine Schaukel hat im Umkehrpunkt die Lageenergie 350 J und keine Bewegungsenergie. Auf halbem Weg nach unten beträgt ihre Lageenergie noch 120 J. Berechnen Sie die Bewegungsenergie \(E_{\mathrm{kin}}\) an dieser Stelle, wenn Reibung vernachlässigt wird.
