Hubarbeit

Hubarbeit (einfach)

Aufgabe:

„Hubarbeit ist eine Form der mechanischen Arbeit.“

Gib an, ob die Aussage wahr oder falsch ist.

Wahr

Falsch

Aufgabe:

Hubarbeit berechnet sich als Produkt aus der Gewichtskraft und dem Höhenunterschied.

Schreibe die Formel mit Formelzeichen auf. Zieh dazu die Bausteine in die entsprechenden Lücken. Verwende die gleiche Reihenfolge wie in der Formel in Textform.

=

$\cdot$

$F_G$

$W_H$

$\Delta h$

Hubarbeit (mittel)

Aufgabe:

Klicke an, in welcher Formel die Hubarbeit richtig nach dem Höhenunterschied

$\Delta h$ umgestellt wurde.

$\Delta h = \dfrac{F_G}{W_H}$
.
$\Delta h = \dfrac{W_H}{F_G}$
.
$\Delta h = W_H \cdot F_G$
.

Aufgabe:

Die Formel zur Berechnung der Hubarbeit lautet:

$W_H = F_G \cdot \Delta h$ .

„Setzt du die Formel für die Gewichtskraft

$F_G$ ein, dann lautet die Formel

$W_H = m \cdot g \cdot \Delta h$ .“

Bestimme, ob die Aussage wahr oder falsch ist.

Wahr

Falsch

Aufgabe:

Die Einheit der Hubarbeit ist Newtonmeter (

$\text{Nm}$ ).

Bestimme, wie sich die Einheit auch ausdrücken lässt.

(Hinweis: Mehrere Antworten sind möglich.)

$1\,\text{Nm} = 1\,\dfrac{\text{kg}\cdot \text{m}}{\text{s}^2}$
.
$1\,\text{Nm} = 1\,\dfrac{\text{kg}\cdot \text{m}^2}{\text{s}^2}$
.
$1\,\text{Nm} = 1\,\text{J}$
.

Aufgabe:

„Um eine

$1\,\text{kg}$ schwere Flasche einen Meter anzuheben, beträgt die Hubarbeit

$1\,\text{Nm}$ .“

Bestimme, ob die Aussage wahr oder falsch ist.

Wahr

Falsch

Hubarbeit (schwer)

Aufgabe:

Fülle die Lücke sinnvoll.

Um einen Körper mit der Masse

$m$ in eine Höhe

$h$ zu heben, wird eine gewisse Hubarbeit benötigt.

Willst du einen Körper mit doppelter Masse (

$2\,m$ ) in die gleiche Höhe

$h$ heben, dann sich die benötigte Hubarbeit.

Aufgabe:

Niklas macht eine Fahrradtour in einer Ebene in Niedersachen. Die Strecke geht über

$30\,\text{km}$ vom Start bis zum Ziel.

Bewerte, welche Hubarbeit Niklas insgesamt verrichtet hat, ohne explizit zu rechnen.

$W_H \approx 17.000\,\text{Nm} = 17\,\text{kNm}$
.
$W_H \approx 17.000.000\,\text{Nm} = 17\,\text{MNm}$
.
$W_H \approx 0\,\text{Nm}$
.

Aufgabe:

„Für das Heben eines

$1\,\text{kg}$ schweren Steins um einen Meter ist die Hubkraft überall gleich, egal ob auf dem Mond oder auf der Erde.“

Beurteile, ob die Aussage wahr oder falsch ist.

Wahr

Falsch

Wie du mit der Formel für Hubarbeit rechnest

Video wird geladen...

Schritt-für-Schritt-Anleitung zum VideoZeige im Fenster Drucken

Hubarbeit berechnen

Hubarbeit berechnen (einfach)

Aufgabe:

„Die Einheit der Hubarbeit ist Newtonmeter (

$\text{Nm}$ ).“

Gib an, ob die Aussage wahr oder falsch ist.

Wahr

Falsch

Aufgabe:

Gib an, wie die Gewichtskraft

$F_G$ eines Körpers definiert ist.

$F_G = \dfrac{g}{m}$
.
$F_G = m \cdot g^2$
.
$F_G = m \cdot g$
.

Hubarbeit berechnen (mittel)

Aufgabe:

Ein Stein einer Mauer soll wie in der Abbildung angehoben werden. Ein Stein ist jeweils

$h_\text{Stein} = 12\,\text{cm}$ hoch. Die Abstände zwischen den Steinen können ignoriert werden.

Bestimme, um welchen Höhenunterschied der Stein angehoben wird.

$\Delta h = 24\,\text{cm}$
.
$\Delta h = 12\,\text{cm}$
.
$\Delta h = 36\,\text{cm}$
.

Aufgabe:

Der Stein aus der vorherigen Aufgabe hat einen Masse von

$m = 4{,}2\,\text{kg}$ .

Bestimme die Hubarbeit auf eine Nachkommastelle gerundet und trag sie in die Lücke ein.

Die benötigte Hubarbeit beträgt:

$W_H =$

$\,\text{Nm}$ .

Aufgabe:

Bowlingkugeln rollen nach dem Wurf unter der Bahn zurück zur Kugelausgabe. Dabei rollt die Kugel in einer Rinne

$80\,\text{cm}$ unter der Bahn. Die Höhe der Kugelausgabe ist

$40\,\text{cm}$ .

Bestimme die Höhendifferenz, um die die Kugel angehoben wird, um zur Kugelausgabe zu gelangen.

$\Delta h = 0{,}4\,\text{m}$
.
$\Delta h = 1{,}2\,\text{m}$
.
$\Delta h = 0{,}8\,\text{m}$
.

Aufgabe:

Eine schwere Bowlingkugel kann über

$m = 7\,\text{kg}$ wiegen.

„Werden fünf Kugeln um

$\Delta h = 1{,}2\,\text{m}$ angehoben, dann wird eine Hubarbeit von mehr als

$W_H = 400\,\text{Nm}$ benötigt.“

Bestimme, ob die Aussage wahr oder falsch ist.

Wahr

Falsch

Aufgabe:

Bestimme die Hubarbeit, die benötigt wird, um einen

$12\,\text{kg}$ schweren Kasten Limonade aus dem Keller in das

$3\,\text{m}$ höhere Erdgeschoss zu tragen.

$W_H = 36\,\text{Nm}$
.
$W_H \approx 393\,\text{Nm}$
.
$W_H \approx 353\,\text{Nm}$
.

Hubarbeit berechnen (schwer)

Aufgabe:

In einem Pumpspeicherkraftwerk wird Wasser gepumpt, um elektrische Energie in Lageenergie zu wandeln und zu speichern. Dazu wird Wasser aus einem tieferen in einen höheren See gepumpt.

In Deutschlands größtem Kraftwerk dieser Art, dem Goldisthal Pumpspeicherwerk, beträgt die Höhendifferenz knapp

$350\,\text{m}$ .

Berechne, welche Hubarbeit verrichtet werden muss, um einen Liter Wasser vom unteren Becken in das obere zu pumpen.

$W_H \approx 343\,\text{Nm}$
.
$W_H \approx 3430\,\text{Nm}$
.
$W_H \approx 34.300\,\text{Nm}$
.

Aufgabe:

Berechne jetzt, wie viele Liter Wasser in das obere Becken des Goldisthalkraftwerks gepumpt werden müssen, um eine Energie von

$3.600.000 \,\text{J}$ zu speichern. Runde auf ganze Liter ab und trag das Ergebnis ein.

Hinweis: Die Höhendifferenz beträgt

$350\,\text{m}$ und ein Liter Wasser hat eine Masse von

$1\,\text{kg}$ .

Es müssen etwa Liter Wasser vom unteren in das obere Becken gepumpt werden.

Aufgabe:

Man nimmt an, dass ein Pferd eine Arbeit von

$4500\,\text{Nm}$ pro Minute leisten kann.

„In einer Minute kann ein Pferd mit seiner Arbeit ein Kilogramm Wasser in eine Höhe

$h = 200\,\text{m}$ befördern.“

Bewerte, ob die Aussage wahr oder falsch ist.

Wahr

Falsch

Aufgabe:

Bei besonders schweren Etappen der Tour de France müssen die Fahrer bis zu

$4600$ Höhenmeter überwinden.

Schätze das Gewicht eines Radprofis mit Fahrrad und berechne die verrichtete Hubarbeit.

$W_H \approx 1.800.000\,\text{Nm}$
.
$W_H \approx 1.100.000\,\text{Nm}$
.
$W_H \approx 3.400.000\,\text{Nm}$
.

Aufgabe:

Um bei der Tour de France den Fahrern schwere Etappen zu erleichtern, versucht man bei solchen anstrengenden Etappen Gewicht einzusparen.

Berechne, wie viel Kilogramm an Masse eingespart werden müssen, damit der Fahrer

$150.000\,\text{Nm}$ Hubarbeit einsparen kann. Runde auf eine Nachkommastelle.

Hinweis: Der Höhenunterschied beträgt

$\Delta h = 4600\,\text{m}$ .

Es muss eine Masse von

$\,\text{kg}$ eingespart werden.

Aufgabe:

Eine Kugel soll diese Schiefe Ebene hochgeschoben werden. Die Masse der Kugel beträgt

$m = 2{,}3\,\text{kg}$ .

„Die benötigte Hubarbeit ist

$W_H \approx 158\,\text{Nm}$ .“

Entscheide, ob die Aussage wahr oder falsch ist.

Wahr

Falsch

Hubarbeit

Hubarbeit (einfach)

Aufgabe:

Klicke die Variable an, die für Hubarbeit meistens verwendet wird.

$W_{\text {HA}}$
.
$W_{\text H}$
.
$W$
.

Aufgabe:

Vervollständige die Formel zu Hubarbeit richtig.

Greifbares Element 1 von 15.

$\Huge W$

$\Huge =$

$\Huge\cdot$

Greifbares Element 5 von 15.

$\Huge m$

Greifbares Element 6 von 15.

$\Huge E$

Greifbares Element 7 von 15.

$\Huge h$

Greifbares Element 8 von 15.

$\Huge g$

Greifbares Element 9 von 15.

$H$

Greifbares Element 10 von 15.

$\Huge s$

Greifbares Element 11 von 15.

$\Huge p$

Greifbares Element 12 von 15.

$\Huge F$

Greifbares Element 13 von 15.

$\Huge a$

Greifbares Element 14 von 15.

$L$

Greifbares Element 15 von 15.

$A$

Ablagezone 1 von 5.

Ablagezone 2 von 5.

Ablagezone 3 von 5.

Ablagezone 4 von 5.

Ablagezone 5 von 5.

Aufgabe:

Vervollständige die Rechnung richtig.

Gegeben: $m= 12 \text{ kg}\\ h= 1{,}5\text{ m}$

Gesucht: $W_\text H$

$g =$ $\frac{\text m}{\text s^2}$

$W_\text H= m\,\cdot\,g\,\cdot$

$W_\text H=$ $\cdot$ $\frac{\text m}{\text s^2}\,\cdot$

$W_\text H=176{,}58\;\frac{\text{kg}\,\cdot\,\text{m}}{\text{s}^2}\ \cdot$

$W_H\text =$ $\text{ Nm} =$ $\text{ J}$

Hubarbeit (mittel)

Aufgabe:

Markiere, wo Fehler in der Lösung der Aufgabe sind. (Folgefehler zählen nicht.)

Aufgabe:

Hava macht im Zirkeltaining eine Übung mit einem 4,5 kg schweren Gewicht. Sie hebt das Gewicht 10-mal auf ihre Schulterhöhe von 1,58 Metern. Wenn sie an der Station ist, macht sie drei Wiederholungen. In ihrem Training ist sie zweimal an dieser Station.

Berechne, wie viel Hubarbeit Hava an dieser Station während ihres Trainings verrichtet.

Richtig!

Falsch!

Vergessen!

Hubarbeit (schwer)

Aufgabe:

Stelle die Formel der Hubarbeit richtig nach der Höhe und der Masse um.

$\Huge h = \frac{ \phantom{0000000000000} }{}$

$\Huge m = \frac{ \phantom{0000000000000} }{}$

Greifbares Element 3 von 6.

$\Huge W_H$

Greifbares Element 4 von 6.

$\Huge h$

Greifbares Element 5 von 6.

$\Huge m$

Greifbares Element 6 von 6.

$\Huge g$

Ablagezone 1 von 4.

Ablagezone 2 von 4.

Ablagezone 3 von 4.

Ablagezone 4 von 4.

Aufgabe:

Vervollständige den Rechenweg richtig:

Die Ankerwinde braucht 470 kJ, um den 3 Tonnen schweren Anker wieder an Bord zu holen. Berechne, wie weit der Anker ausgeworfen war.

Hinweis: Runde das Ergebnis auf eine ganze Zahl.

Gegeben:
$= 3 \ \text t=$ $\text{kg}$

$E = 470 \text{ kJ}$

$W_\text H =$ $\text{J}$

Gesucht:

$= \,?$

Rechnung:

$= \frac{W_\text H}{m\,\cdot\, g} =$ $:\,($ $\,\cdot\,9{,}81\frac{\text{m}}{\text s^2} ) =$

Hubarbeit

Was ist Hubarbeit?

Hubarbeit

Wie du mit der Formel für Hubarbeit rechnest

Hubarbeit berechnen

Hubarbeit

Mechanische Energie (1)

Mechanische Energie (2)

Lernjahr 1

Enthaltene Dienste

Enthaltene Dienste

Enthaltene Dienste

Lernjahr 1

Was ist Hubarbeit?

Hubarbeit

Wie du mit der Formel für Hubarbeit rechnest

Hubarbeit berechnen

Hubarbeit

Zugehörige Klassenarbeiten

Lernjahr 1