Fragensammlung: Arbeit: Grafiken

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Frage 1:

Schwierig

Ein Athlet zieht eine Kiste auf einem geradlinigen Weg. Die dabei aufgebrachte Kraft ändert sich je nach Position und wird durch die Funktion F(x) = 10x - 2x² N beschrieben, wobei x die von der Kiste zurückgelegte Strecke in Metern angibt. Der Athlet bewegt die Kiste von x = 0 bis x = 5 Meter. Ohne Berücksichtigung von Reibung: Wie viel Arbeit wird durch diese Kraft während der Verschiebung verrichtet?

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Frage 2:

Einfach

Ein Arbeiter schiebt eine Kiste über eine ebene Strecke. Dabei übt er eine Kraft aus, die gleichmäßig von 0 N auf 20 N ansteigt, während die Kiste 4 Meter weit bewegt wird. Sehen Sie sich das Kraft-Weg-Diagramm an: Wie viel Arbeit verrichtet der Arbeiter beim Bewegen der Kiste?

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Frage 3:

Mittel

Beim Bau einer Rampe für Radfahrer wird untersucht, welche Kraft notwendig ist, um ein Fahrrad die Rampe hinaufzuschieben. Dabei zeigt sich, dass die benötigte Kraft in Abhängigkeit von der Position auf der Rampe variiert. Dies wird durch die Funktion F(x) = 2x beschrieben, wobei F in Newton (N) und x in Metern (m) angegeben wird – gültig für x zwischen 0 und 3 Metern. Auf Basis dieses Kraft-Weg-Diagramms soll berechnet werden, wie viel Arbeit aufgewendet wird, um das Fahrrad vollständig die Rampe hinaufzuschieben.

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Frage 4:

Einfach

In dieser Aufgabe schiebt jemand einen Einkaufswagen, wobei die aufgebrachte Kraft während der Bewegung stetig zunimmt. Im dazugehörigen Diagramm wird die Kraft in Newton in Abhängigkeit von der zurückgelegten Strecke in Metern dargestellt – die geneigte Linie weist darauf hin, dass die Kraft kontinuierlich ansteigt. Anhand dieser Darstellung sollen Sie berechnen, wie viel Arbeit bei einer Verschiebung von 3 Metern verrichtet wird.

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Frage 5:

Mittel

Johann schiebt eine Kiste auf einer ebenen, horizontalen Fläche und notiert die dabei aufgebrachte Kraft an verschiedenen Punkten. Das Diagramm, in dem die Kraft im Verhältnis zur zurückgelegten Strecke dargestellt wird, zeigt einen linearen Verlauf. Wie kann Johann anhand dieses Diagramms die geleistete Arbeit berechnen, wenn die Kiste über eine bestimmte Länge bewegt wird?

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