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)

Eine \(m=6,3\,kg\) schwere Katze hat sich auf die Spitze des Chow Tai Fook Centre \(\left(h=530\,m\right)\) verirrt. Wie hoch ist ihre potentielle Energie \(E_{pot}\)? Nr. 3437
	\(E_{pot}=28,521kJ\)
	\(E_{pot}=38,212kJ\)
	\(E_{pot}=32,756kJ\)
	\(E_{pot}=40,878kJ\)
Lösungsweg Die potentielle Energie eines massenbehafteten Objektes ist \(E_{pot}=m\cdot g\cdot h\) D.h. \(E_{pot}=6,3\cdot 9,81\cdot 530=32755,59\,J\)

4 erreichbare Punkte

Wie groß ist der Energiegehalt eines Stausees, dessen Wasser durchschnittlich 50m über den Turbinen liegt und der \(10^9m^3\) Wasser enthält? Nr. 2034
	\(E_p=1,82\cdot10^{10}J\)
	\(E_p=2,24\cdot10^{11}J\)
	\(E_p=3,51\cdot10^{12}J\)
	\(E_p=4,79\cdot10^{13}J\)
	\(E_p=4,91\cdot10^{14}J\)

5 erreichbare Punkte

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

Eine Bergsteigerin (\(m=65kg\)) besteigt von Puchberg (585m) aus den Schneeberg (2076m). Welche Arbeit verrichtet sie? Nr. 2023
	\(W=874,2\ kJ\)
	\(W=923,8\ kJ\)
	\(W=950,7\ kJ\)
	\(W=992,5\ kJ\)
	\(W=1043,9\ kJ\)

5 erreichbare Punkte

Ein fahrendes Auto mit der Masse \(m=2,7\,t\) besitzt eine Energie \(E_{kin}=10,433\,kJ\). Wie schnell fährt das Auto? Nr. 3363
	\(v=2,78\,\frac{m}{s}\)
	\(v=2,97\,\frac{m}{s}\)
	\(v=10\,\frac{km}{h}\)
	\(v=32\,\frac{km}{h}\)
Lösungsweg Die kinetische Energie \(E_{kin}= \frac{m\cdot v^2}{2}\) wird nach \(v\) umgeformt: \(\rightarrow\quad v=\sqrt{\frac{2\cdot E_{kin}}{m}}\). In das werden nun die Angaben eingesetzt \(v=\sqrt{ \frac{20866}{2700}}=2,78\,\frac{m}{s}\)

4 erreichbare Punkte

Welche Arbeit \(W\) muss verrichtet werden, um ein Objekt, auf das eine konstante Kraft \(F=8,2\,N\) wirkt, wenn das Objekt um die Strecke \(x=4,6\,m\) gegen die Kraft verschoben wird? Nr. 3170
	\(W=37,72Nm\)
	\(W=37,72J\)
	\(W=3,772kJ\)
	\(W=377,2J\)
Lösungsweg \(W=F\cdot x\)

4 erreichbare Punkte

Eine Kiste mit der Masse \(m=35\,kg\) liegt am Großglockner auf der Seehöhe \(h=3798\,m\). Wieviel Energie besitzt sie? Nr. 3360
	\(E_{kin}=1,304MJ\)
	\(E_{kin}=13,04MJ\)
	\(E_{pot}=1,304MJ\)
	\(E_{pot}=13,04MJ\)
Lösungsweg Die potentielle Energie ist folgendermaßen definiert \(E_{pot}=m\cdot g\cdot h\)

4 erreichbare Punkte

Wie schwer ist ein Mann, der eine potentielle Energie \(E_{pot}=980\,kJ\) besitzt, wenn er auf einem hohem Berg \(h=600\,m\) steht? Nr. 3116
	\(m=143,7kg\)
	\(m=156,5\,kg\)
	\(m=166,5\,kg\)
	\(m=169,6\,kg\)
	\(m=121,3\,kg\)
Lösungsweg Die Formel für die potentielle Energie bzgl. der Schwerkraft lautet \(E_{pot}=m\cdot g\cdot h\). Eingesetzt und und nach \(m\) umgeformt ergibt das \(m=\(\frac{980000}{9,81\cdot 600}\) =166,5\,kg\).

5 erreichbare Punkte

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