Über 1,6 Millionen Schüler*innen nutzen sofatutor!
  • 93%

    haben mit sofatutor ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert

  • 94%

    verstehen den Schulstoff mit sofatutor besser

  • 92%

    können sich mit sofatutor besser auf Schularbeiten vorbereiten

Arbeit, Energieformen und Leistung

Du willst ganz einfach ein neues Thema lernen
in nur 12 Minuten?
Du willst ganz einfach ein neues
Thema lernen in nur 12 Minuten?
  • Das Mädchen lernt 5 Minuten mit dem Computer 5 Minuten verstehen

    Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.

    92%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim selbstständigen Lernen.
  • Das Mädchen übt 5 Minuten auf dem Tablet 5 Minuten üben

    Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.

    93%
    der Schüler*innen haben ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert.
  • Das Mädchen stellt fragen und nutzt dafür ein Tablet 2 Minuten Fragen stellen

    Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.

    94%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim Verstehen von Unterrichtsinhalten.
Bewertung

Ø 3.7 / 74 Bewertungen
Die Autor*innen
Avatar
Jakob Köbner
Arbeit, Energieformen und Leistung
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Arbeit, Energieformen und Leistung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Arbeit, Energieformen und Leistung kannst du es wiederholen und üben.
  • Fasse die wichtigsten Informationen zur Arbeit zusammen.

    Tipps

    Wird Arbeit an einem Körper verrichtet, kommt es zu Energieumwandlungen.

    Die Definition der Arbeit hängt eng mit den Größen Kraft und Weg zusammen.

    Lösung

    Der Arbeitsbegriff ist ziemlich abstrakt. Am besten behältst du die Definition und die Formel vor Augen und orientierst dich an Beispielen, die du dir gut erklären kannst. Mit jedem Beispiel, dass du kennenlernst, wirst du auch sicherer im Umgang mit dem Begriff Arbeit werden.

  • Benenne bei den Beispielen die Energieform, die sich hauptsächlich erhöht.

    Tipps

    Kinetische Energie ist Bewegungsenergie.

    Potentielle Energie ist Höhenenergie.

    Lösung

    Die wichtigsten Energieformen in der Mechanik sind kinetische Energie (Bewegungsenergie), potentielle Energie (Höhenenergie), Feder- bzw. Spannenergie sowie Reibungsenergie. Wird ein Körper schneller, so erhöht sich seine kinetische Energie. Wird er auf eine größere Höhe gehoben, erhöht sich seine potentielle Energie. Wird er gespannt, erhöht sich seine Federenergie. Und wird er erwärmt, liegt dies an der höheren Reibungsenergie.

  • Erläutere die auftretenden Energieumwandlungen bei den Bewegungen eines Tennisballs.

    Tipps

    Bei (fast) allen Bewegungen des Tennisballes musst du die Reibung berücksichtigen.

    Ein Tennisball ist elastisch, ähnlich wie eine Gummikugel.

    Lösung

    Verringert der Tennisball seine Höhe, wird dabei immer potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt (Bewegung 1 und 3). Zusätzlich wird durch die auftretende Reibungsarbeit am Untergrund und/oder der Luft Reibungsenergie in Form von Wärme abgegeben.

    Bewegt sich der Tischtennisball mit einer Anfangsgeschwindigkeit über eine flache Ebene, wird seine kinetische Energie in Reibungsenergie umgewandelt (Bewegung 2). Da sich dabei die Höhe des Balls nicht verändert, spielt die potentielle Energie bei dieser Bewegung keine Rolle.

    Springt der Tischtennisball hingegen in die Höhe, erhöht sich seine potentielle Energie (Bewegung 5). Gleichzeitig wird ein Teil der Energie in Reibungsenergie umgewandelt. Dafür verringert sich die kinetische Energie des Balls, die direkt aus der Spannenergie zurückgewonnen wurde (Umkehrprozess zu Bewegung 4).

  • Berechne, welche Leistung ein Pferd erbringt.

    Tipps

    Ermittle die notwendigen Zahlenwerte und setze sie in die Formel ein.

    Lösung

    Das Einsetzen in die Formel ergibt: $P=\frac {m\cdot g \cdot h} {\Delta t}=\frac {75~kg\cdot 9,8~\frac{m}{s^2} \cdot 1~m} {1~s}=735~\frac {kg\cdot m^2} {s^3}=735~W$.

    Eine Pferdestärke entspricht ungefähr 735 Watt.

  • Fasse die wichtigsten Begriffe zum Thema zusammen.

    Tipps

    Sortiere zunächst nach Energieformen und anderen physikalischen Größen.

    In den Beschreibungen sind die Formeln zur Bestimmung der jeweiligen Größe "versteckt".

    Lösung

    Es gilt für die beiden wichtigen zentralen Begriffe Arbeit W und Leistung P:

    $W=F_{"} \cdot s$

    $P=\frac {\Delta E} {\Delta t}$.

    Die Energieformen werden bestimmt durch die Größen Geschwindigkeit - kinetische Energie, Höhe - potentielle Energie, Auslenkungsgrad - Federenergie sowie Reibungskraft - Reibungsenergie.

  • Sage voraus, wie sich die Kugel auf der Bahn unter verschiedenen Bedingungen verhält.

    Tipps

    Im Vakuum gibt es keine Reibung zwischen Kugel und Luft.

    Auf einem Luftkissenpolster bewegt sich die Kugel (fast) reibungsfrei über die Bahnoberfläche.

    Finde die idealisierten Bedingungen, unter denen sich die Kugel reibungsfrei bewegen kann und stellte diese dem "Normalfall" gegenüber.

    Schätze ab, welche Reibungskraft (Kugel/Luft, Kugel/Bahn) größer ist.

    Lösung

    Unter idealisierten Bedingungen bewegt sich die Kugel in dem Versuch (fast) reibungsfrei. Das ist der Fall, wenn durch das Vakuum und das Luftpolster auf der Bahn die Reibungskräfte entfallen. Dann wird die gesamte potentielle Energie der Kugel bei der Abwärtsbewegung in kinetische Energie umgewandelt und anschließend bei der Aufwärtsbewegung wieder komplett in potentielle Energie zurück gewandelt. Da es keine "Energieverluste" durch Reibung gibt, erreicht die Kugel dabei ihre ursprüngliche Höhe A. Würde man diesen Prozess weiter beobachten, würde sich die Kugel (fast) endlos hin- und her bewegen.

    Im Gegensatz dazu erreicht die Kugel unter "normalen" Bedingungen, also unter Wirkung aller Reibungskräfte, nur die geringste Höhe D. Ein großer Teil der potentiellen Energie wird dabei in Reibungsenergie umgewandelt.

    Schaltet man experimentell jeweils eine der beiden Reibungskräfte aus, kann sich die Kugel höher bewegen als bis zur Höhe D, da nun ein geringerer Anteil der ursprünglichen potentiellen Energie in Reibungsenergie umgewandelt wird. Dabei ist die Reibung zum Boden der Bahn typischerweise stärker als die Reibung mit der Luft. Die Kugel rollt daher in diesem Fall nicht ganz so hoch wie die Kugel, die nur der Luftreibung ausgesetzt ist.

30 Tage kostenlos testen
Mit Spaß Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

8.156

sofaheld-Level

6.601

vorgefertigte
Vokabeln

7.930

Lernvideos

37.078

Übungen

34.333

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrer*
innen

laufender Yeti

Inhalte für alle Fächer und Klassenstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden