Übungstest

Dieser Übungstest besteht aus 8 Fragen zu Energie und Arbeit.
Die Schwierigkeitsstufe ist leicht bis schwer.
Es können bei jeder Frage eine oder mehrere Antworten korrekt sein, aber nie alle.

Test als PDF ausgeben (Kann je nach Länge einige Minuten dauern)

Ein erwachsener Gepard kann bis zum Maximalgewicht \(m=71\,kg\) haben und kann die Höchstgeschwindigkeit \(v=120\,\frac{km}{h}\) erreichen. Welche kinetische Energie \(E_{kin}\) besitzt er, während er mit seiner Höchstgeschwindigkeit läuft? Nr. 3422
	\(E_{kin}=44,354kJ\)
	\(E_{kin}=39,444kJ\)
	\(E_{kin}=32,242kJ\)
	\(E_{kin}=28,989kJ\)
Lösungsweg Die kinetische Energie ist wie folgt definiert \(E_{kin}=\frac{mv^2}{2}\) Die Geschwindigkeitsangabe in SI-Einheiten umrechnen \(v=120\,\frac{km}{h}=33,\dot{3}\,\frac{m}{s}\) Daher ist \(E_{kin}=\frac{71\cdot 33,\dot{3}^2}{2}=39444,\dot{4} \,J\)

4 erreichbare Punkte

Welche kinetische Energie besitzt ein Auto wenn es \(130 km/h\) fährt und seine Masse \(1,5t\) beträgt? Nr. 1582
	\(E_{kin}=54 kJ\)
	\(E_{kin}=9,8 \cdot 10^5 J\)
	\(E_{kin}=2,0MJ\)
	\(E_{kin}=13MJ\)
	\(E_{kin}=13kJ\)
Lösungsweg \(E_{kin}=\frac{1}{2} m v^2= \frac{1}{2} \cdot 1,5 \cdot 10^3 kg \cdot \left(130 \cdot \frac{1000m}{3600s}\right)^2=9,8 \cdot 10^5 J\)

5 erreichbare Punkte

Eine Tüpfelhyäne mit dem Gewicht \(m=64\,kg\) erreicht beim Laufen eine Geschwindigkeit \(v=60\,\frac{km}{h}\). Welche kinetische Energie \(E_{kin}\) besitzt sie dabei? Nr. 3427
	\(E_{kin}=6666,\dot{6}\,J\)
	\(E_{kin}=7777,\dot{7}\,J\)
	\(E_{kin}=8888,\dot{8}\,J\)
	\(E_{kin}=9999,\dot{9}\,J\)
Lösungsweg Die kinetische Energie is definiert wie folgt \(E_{kin}=\frac{m\cdot v^2}{2}\) Zuerst Umrechung auf SI-Einheiten: \(v=60\,\frac{km}{h}=16,\dot{6}\,\frac{m}{s}\) Somit ist die kinetische Energie des Tieres \(E_{kin}=\frac{64\cdot\left(\frac{60}{3,6}\right)^2}{2}=8\,888,\dot{8}\,J\)

4 erreichbare Punkte

Die Mauer eines Stausees bricht ein. \(2,43\cdot 10^7\, m^3\) Wasser fließen mit einer Geschwindigkeit \(v=24\,\frac{m}{s}\) talwärts. Wieviel kinetische Energie \(E_{kin}\) besitzt diese Wassermenge? Nr. 3119
	\(E_{kin}=6,998\cdot 10^{12}\,J\)
	\(E_{kin}=43,833\cdot 10^6k\,J\)
	\(E_{kin}=7,44\,MJ\)
	\(E_{kin}=6,998\cdot 10^3\,GJ\)
Lösungsweg \(E_{kin}=\frac{m\cdot v^2}{2}\) Ein Kubikmeter Wasser hat ein Gewicht von einer Tonne. \(E_{kin}=\frac{\left(2,43\cdot 10^7\cdot 10^3\right)\cdot 24^2}{2}=6,998\cdot 10^{12}\,J\)

4 erreichbare Punkte

Welche Hubarbeit verrichtet eine Hochspringerin, die die Latte auf 1,60m setzt und selbst eine Masse von 65kg hat? Die Sportlerin kann als materieller Punkt betrachtet werden, der sich ca 90cm über dem Boden befindet und beim Hochsprung in Rückenlage ca 15cm über der Latte ist. Nr. 2018
	\(W=423,8J\)
	\(W=542,0J\)
	\(W=591,9J\)
	\(W=638,1J\)
	\(W=652,7J\)

5 erreichbare Punkte

Ein Fass ruht auf einem Hügel mit einer potentiellen Energie von \(E_{pot}=2500J\). Es rollt den Hügel hinunter, wobei die potentielle vollständig in kinetische Energie umgewandelt wird, und erreicht dabei eine Geschwindigkeit von \(v = 10 \frac{m}{s}\). Wie schwer ist das Fass? Nr. 4063
	\(m = 25kg\)
	\(m = 50kg\)
	\(m=250kg\)
	\(m = 500kg\)
Lösungsweg Es gilt \(E_{pot} = E_{kin} = \frac{m\cdot v^2}{2}\) und nach dem Umformen \(m = \frac{2\cdot E_{pot}}{v^2}\)

4 erreichbare Punkte

Ein Hund mit dem Gewicht \(m=5,8\,kg\) sitzt auf der Spitze des One World Trade Center in der Höhe \(h=541,3\,m\). Welche potentielle Energie \(E_{pot}\) besitzt er? Nr. 3436
	\(E_{pot}=22,283kJ\)
	\(E_{pot}=29,606kJ\)
	\(E_{pot}=36,823kJ\)
	\(E_{pot}=30,798kJ\)
Lösungsweg Die potentielle Energie eines massenbehafteten Objektes ist \(E_{pot}=m\cdot g\cdot h\) D.h. \(E_{pot}=5,8\cdot 9,81\cdot 541,3=30798,89\,J\)

4 erreichbare Punkte

Welche Hubarbeit verrichtet ein Hochspringer, der die Latte auf 1,50m setzt und selbst eine Masse von 75kg hat? Der Sportler kann als materieller Punkt betrachtet werden, der sich ca 90cm über dem Boden befindet und beim Hochsprung in Rückenlage ca 15cm über der Latte ist. Nr. 2015
	\(W=328,9J\)
	\(W=394,2J\)
	\(W=465,1J\)
	\(W=551,8J\)
	\(W=624,3J\)

5 erreichbare Punkte

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