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Physik Energieerhaltung

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Tags: energieerhaltungssatz, kinetische energie

 
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-HAUNEBU-

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11:38 Uhr, 14.08.2011

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Ich habe ein Problem mit dieser Aufgabe. Zu a) habe ich einen Lösungsansatz aber mehr noch nicht.

Ein Pkw, der mit einer Person der Masse m1 = 65 kg besetzt ist, wird mit der konstanten Leistung P = 60kW in der Zeit t = 8s vom Stillstand auf v= 100 km/h beschleunigt.

a) Welche Masse mP hat der Pkw und welche Zeit würde er für den gleichen Vorgang benötigen, wenn
er mit 5 Personen (pro Person jeweils m = 65kg) voll besetzt wäre?

Lösungsansatz:

P t = 1 / 2 ( m p + m 1 )

aber wie stelle ich diese Formel nach mp um ?

b) Welche Bremszeit t3 benötigt der voll besetzte Pkw bei einer Vollbremsung (gleichmäßige Verzögerung) bis zum Stillstand mit a = 4m/s hoch 2 ausgehend von seiner Anfangsgeschwindigkeit v = 100 km/h?

c) Wie groß ist die durchschnittliche Bremsleistung PB beim Bremsvorgang nach Aufgabe 4b ?

d) Wie groß ist die momentane Bremsleistung PM zu Beginn des Bremsvorgangs nach Aufgabe 4b ?

Kann mir dabei jemand helfen?


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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DmitriJakov

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11:56 Uhr, 14.08.2011

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Du könntest Dir das Leben auch etwas einfacher machen, indem Du erstmal die Gesamtmasse berechnest:
Pt=12mv2
und danach von der Gesamtmasse die 65 kg des Fahrers abziehen.

oder Du löst auf, indem Du folgende Umformungen machst:
Pt=12(mp+m1)v2|2v2

2Ptv2=mp+m1|-mp

2Ptv2-mp=m1

Für den zweiten Teil der Frage von a) sowie für b) bis d) solltest Du mal zumindest Denkansätze hier posten.

-HAUNEBU-

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12:12 Uhr, 14.08.2011

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Ich brauche ja zuerst einen wert für mp.

wenn ich nun meine Werte in die Formel einsetzte

2 6000 w a t t 8 s 27 , 78 m / s 2 65 k g bekomme ich 59,39 kg raus

das kann ja nicht hin kommen

Antwort
DmitriJakov

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12:20 Uhr, 14.08.2011

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60kW sind 60000W und nicht nur 6000W. Damit kommt für den PKW über 1000 kg zustande.
-HAUNEBU-

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12:37 Uhr, 14.08.2011

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Ja klar, danke...

also habe ich bei a eine Gesamtmasse + 5 Personen von 1503,96Kg und dann eine Zeit für den Vorgang t=9,67 s

bei b) würde ich einfach diese formel anwenden

t 3 = v a ist das richtig???

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DmitriJakov

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12:48 Uhr, 14.08.2011

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Ich habe die selbe Zeit rausbekommen.

Für die Bremszeit hast Du die richtige Formel. Passt also alles so weit.
-HAUNEBU-

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12:52 Uhr, 14.08.2011

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super ...ich habe nun bei b t3=6,95 s

Antwort
Gerd30.1

Gerd30.1 aktiv_icon

12:55 Uhr, 14.08.2011

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hier meine Rechnung zu a)(Bilddatei)

0814-1
-HAUNEBU-

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13:03 Uhr, 14.08.2011

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und wie kann ich c berechnen?

mit dieser Formel?

P B = 1 / 2 m t 3

Antwort
DmitriJakov

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13:09 Uhr, 14.08.2011

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Die durchschnittliche Leistung kannst Du so berechnen. Die momentane Bremsleistung ist dann dPdv, also die erste Ableitung.
-HAUNEBU-

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13:19 Uhr, 14.08.2011

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also kommt bei c) 83,5 KW

was ist denn die erste Ableitung von d P d V ?

Antwort
DmitriJakov

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13:36 Uhr, 14.08.2011

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Schreibe einfach P(v)=12mv2t

Das hat die Form f(x)=12ax2b

nun bildest Du f'(x) und setzt für x den Wert 27,77 ein

-HAUNEBU-

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13:51 Uhr, 14.08.2011

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aber warum muss ich den hier eine ableitung bilden? kann ich nicht einfach v² rechnen?

Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

14:15 Uhr, 14.08.2011

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Ich bin jetzt eben selbst ein wenig ins Schleudern gekommen. Schau mal hier rein, Seite 2, Aufgabe 3: www.hubertklinkner.de/bbs/BO/L13_LeistungWirkungsgrad.pdf

Die Bremskraft ist zwar konstant, aber die Geschwindigkeit ist am Anfang maximal und am Ende Null. Die Momentane Bremsleitung ist also P=Fv(t)


-HAUNEBU-

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14:32 Uhr, 14.08.2011

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dann ist ja c) auch falsch, oder?

da muss also 12kw raus kommen

d) wo soll ich denn jetzt den wert für F her bekommen?

Antwort
DmitriJakov

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14:38 Uhr, 14.08.2011

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Wie kommst Du jetzt auf 12kW bei Aufgabe c)?
-HAUNEBU-

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14:42 Uhr, 14.08.2011

Antworten

ne hab jetzt 83,5kw raus hab nen falschen wert für Wbrems gehabt

aber zu d) woher nimmt man jetzt einen wert für F her?

Antwort
DmitriJakov

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14:46 Uhr, 14.08.2011

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F=ma

-HAUNEBU-

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14:51 Uhr, 14.08.2011

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Ich habe F=6015,84N/m

P m = 6015 , 84 N / m 27 , 78 m / s 1 s wäre das so richtig?

Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

15:03 Uhr, 14.08.2011

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Bei den Einheiten hat es Dich jetzt zerlegt. Die Leistung wird in Watt gemessen.
1W=1N1ms also kann man das so lesen: Kraft mal Geschwindigkeit.

Die Kraft wird in Newton gemessen:
1N=1kgms2 also kann man das so lesen: 1kg, das einer Beschleunigung von 1ms2 erfährt.


Also: F=1503,96kg4ms2=6015,84N

P=6015,841003,6ms=167106W, das doppelte des Durchschnitts. Passt also.

Frage beantwortet
-HAUNEBU-

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15:07 Uhr, 14.08.2011

Antworten

Ja stimmt Kraft wird in Newton gemessen

Ich danke für deine super Hilfe und deine große geduldt

Schönen Sonntag noch

Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

15:09 Uhr, 14.08.2011

Antworten
Danke, wünsch ich Dir auch :-)