Hier findest du Aufgaben zu Arbeit, Leistung und dem Wirkungsgrad I.
1. Welche Arbeit wird verrichtet?
Ein Wagen wird mit einer konstanten Kraft von F = 150 N eine Strecke von 5,4 km gezogen.
2. Berechne Arbeit und Leistung!
Ein Arbeiter zieht über eine feste Rolle Ziegelsteine 15 m hoch. Je Ladung befördert er 30 kg Steine und braucht eine halbe Minute.
3. Wie lange braucht ein Junge,
der auf Dauer 50 W leistet, um 150 kg Kohlen 10 m hoch zu ziehen?
4. Welche Leistung vollbringt ein Matrose
(75 kg), der in 90 s auf den 50 m hohen Mast eines Schiffes klettert?
5. Ein Auto wiegt 9 kN.
Es hat einen Motor, der 45 kW leistet.
In welcher Zeit müsste das Auto auf einen 1500 m hohen Berg hinauffahren können?
6. Welche Höhe müsste ein Wanderer ( Masse = 70 kg ) überwinden, um den „Brennwert“
a) einer Scheibe Brot ( m = 40 g ) von 400 kJ,
b) einer Tafel Schokolade 2400 kJ in Höhenenergie umzusetzen?
7. Welche Arbeit ist nötig?
Ein Schwerlastaufzug ( m = 5000 kg ) wird gleichmäßig nach oben beschleunigt und erreicht nach 30 s v = 9 m/s.
Welche Leistung muss der Antriebsmotor vollbringen?
8. Ein Löschfahrzeug der Feuerwehr
kann je Minute 1500 Liter Wasser 75 m hoch pumpen. Wie groß ist die Pumpleistung?
9. Wie groß ist die übertragene Energie in Joule und in kWh?
Im Mikrowellengerät wird ein Tellergericht mit 700 W in 1,5 min erhitzt.
10. Wasserfall
Welche Leistung kann einem 50 m hohen Wasserfall entnommen werden, der 0,60 m3 Wasser je Sekunde führt?
11. Ein Bergwanderer ( Masse mit Gepäck 100 kg ) leistet 160 W.
Um wie viel Meter steigt er im Gebirge in 1 h höher?
12. Berechnen den Wirkungsgrad der Maschine.
James Watts erste Dampfmaschine erzeugte beim Verbrennen von 100 kg Steinkohle ( spezifischer Heizwert 31 MJ/kg ) eine mechanische Energie von 4 MJ.
13. Wie groß ist der Wirkungsgrad?
Ein Kühlaggregat hat die Leistungsaufnahme von P = 1,5 kW. Die tatsächliche Kühlleistung beträgt P = 0,9 kW.
Hier findest du die Theorie: Messen und Berechnen von Energie.
Außerdem hier die Lösungen.
Und hier eine Übersicht über weitere Beiträge aus der Oberstufenphysik.
