Energieerhaltung

assmedium1 · Gast

Hallo
Ich schriebe morgen einen physik test und habe ein problem mit einer aufgabe..

also die aufgabe lautet:
Ein Radfahrer fährt mit der Geschwindigkeit V0=24 km/h auf eine ansteigende Strecke zu.

a) Mit Beginn der Steigung stellt er das Treten ein und rollt mit dem Rad den Hang hinauf. Es soll angenommen werden , das die Reibung vernachlässigbar klein ist. Welche Höhe ha erreicht er=

b) Der Hang habe die Steigung 12%, d.h., das er mit der horizontale den Winkel a1=6,84° bildet. Der Radfahrer treibt sein Rad mit der Kraft F an, die gerade ausreichen würde, um ihn ohne Geschwindigkeitsverlust einen Hang mit der Steigung 10% (a2=5,71°) hinauffahren zu lassen. Bis zu welcher Höhe hb gelangt er nun? Die Reibung soll wieder vernachlässigt werden.

c) Welche Höhe hc erreicht der Radfahrer, wenn er die Steigstrecke unter den Bedingungen der Teilaufgabe b) hinauffährt, wenn aber zusätzlich auf ihn entgegengesetzt zur Fahrtrichtung die Reibungskraft Fr wirkt? Fr beträgt das u-fache der Gewichtskraft Fg des Radfahrers; u=1,2%. g=9,81m/s²

Ich würde mich sehr über schnelle hilfe bei der aufgabe freuen :-)

Niels90 · Anmeldungsdatum: 02.07.2011 Beiträge: 280

Zu a) hier gilt Energieerhaltung, sprich du musst kinetische und potentielle Energie gleichsetzen und dann kannst du die Höhe ausrechnen.
So zu b) du hast also eine Kraft gegeben welche den Hang aufwärts wirkt und eine die den Hang abwärts wirkt. Über die Differenz aus beiden lässt sich eine Beschleunigung berechnen, welche den Fahrradfahrer bremst. Damit rechnest du die Zeit aus bis die Geschwindigkeit 0 m/s ist und darüber lässt sich dann die Höhe ausrechnen.
Und zu c) ist fast das Gleiche wie b) nur dass jetzt die Kraft, welche den Fahrradfahrer bremst, größer ist.

assmedium1 · Gast

ja ok also a) hatte ich auch noch rausbekommen(da hatte ich h=2,27m) aber bei b) da komm ich immer noch nicht weiter.. also die Kraft die er da benötigt ist ja gleich der Hangabtriebskraft bei 10% aber ich habe ja keine masse gegeben...
Kannst du mir da mal die rechnung für ausschrieben? also für b) die c) müsste ich dann auch so hinkriegen:-)

Niels90 · Anmeldungsdatum: 02.07.2011 Beiträge: 280

Also ich hab das Ganze jetzt noch nachgerechnet aber 2,27m erscheint mir etwas zu wenig, aber da bin ich mir jetzt nicht sicher.
So und bei b) einfach einen ganz allgemeinen Ansatz verwenden.

So also ganz allgemein die Kräfte aufschreiben welche da am Hang wirken, dann die Differenz aus beiden bilden und dann durch m teilen. Du siehst dass sich die Masse da rauskürzt. Und dann weiter vorgehen wie ichs vorhin schon beschrieben hab.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

@Niels 90,

die Höhe von 2,27m ist korrekt.

@assmedium1,

wie hast du die Prozentangabe in Grad umgerechnet?

assmedium1 · Gast

@planck1858
Habe ich den diesem fall nicht gemacht^^ die standen so in der aufgabe..
aber allgemein heißt 10% steignung doch das die Höhe auf 100m 10m steigt und dann einfach arctan(10/100)=5,71

Niels90 · Anmeldungsdatum: 02.07.2011 Beiträge: 280

Ja ist alles richtig mit den Winkeln und so.

assmedium1 · Gast

sry aber ich komme hier immer noch nicht weiter...
Also sonst haben wir bei so aufgaben immer eine "Energiebilanz" gemacht.
Also geguckt welche formen von Energie an welcher stelle vorkommen.
Hier Hätten wir dann doch unten erstmal Wkin(also kinetische energie) und oben ( erstmal bei 10%) immer noch die gleiche Wkin + Wpot(potenzielle) und im dritten fall dann bei 12% unten Wkin und oben nur noch Wpot
Die überlegung ist doch schonmal richtig oder?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

assmedium1 · Gast

ja und wie gehts dann weiter?