Energie

Mars · Gast

Meine Frage:
Ich hoffe ihr könnt mir helfen. War krank und verstehe zur Zeit gar nichts mehr. Eine Diesellokomotive hat einen Antriebsmotor mit einer Leistung von 4500kW und eine Masse von 120t. Die Lok zieht einen Zug mit 20 Waggons, wobei die Masse eines Waggons 25 t beträgt. Bestimmen sie die kinetische Energie eines Waggons nach 15s.

Meine Ideen:
Ich wollte die Formel E(kin)=1/2*m*v*v(v zum Quadrat) nehmen. Aber ich habe doch keine Geschwindigkeit. Könnt ihr mir helfen, wie ich das jetzt machen muss?

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Irgendwie fehlt mir hier noch eine Angabe. Es würde einen Sinn ergeben, wenn der Zug aus dem Stand gleichmäßig beschleunigt würde.

Wenn wir das mal so voraussetzen wollen:
Kennst du eine Formel, in der die Leistung vorkommt?

Mars · Gast

mechanische Leistung: P=W/t

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Wenn die Leistung zeitlich konstant ist, dann gilt:

E = W*t, E ist Energie und W die Leistung.

Die Formel für die kinetische Energie ist in der Tat 1/2*m*v². Die Geschwindigkeit hast zwar nicht quantitativ(also als konkreten Wert) gegeben, jedoch weißt du welche Tatsache über die geschwindigkeiten der einzelnen Waggons und der Lok?(Sind die geschwindigkeiten verschieden?)

Die gesamte Leistung der Lok wird in die Energie der Waggons gepackt, d.h. es gilt(kE soll "kinetische Energie" bedeuten)

kE_lok + kE_Waggon*20 = W*t
Wieso steht da ein "*20" neben der kinetischen Energie eines Waggons?
Und wie sieht das Verhältnis von kinetischer Energie der Lok zur kinetischen Energie eines Waggons aus?
Schreib dir letzteres tatsächlich mal auf(!) (mit der 1/2*... formel) und bedenke den Hinweis den ich dir obenm bezüglich der Geschwindigkeiten gesagt habe.

Danach kannst du für kE_lok etwas anderes einsetzen und schlussendlich kE_Waggon ausrechnen.

Mars · Gast

Mhhh.... klingt alles so physikalisch. Aber ich probier es einfach mal.

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Hmm, Physik klingt physikalisch. Was klingt hier komisch Big Laugh

Mars · Gast

Wir haben soetwas noch nie gerechnet. Wir hatten immer eine Formel, wo wir das eingesetzt haben. Dabei hatten wir jede physikalische Größe gegeben.

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Tjo, musste halt ein wenig nachdenken Augenzwinkern

Mars · Gast

Toll !!! Ich habe ja nichts besseres zu tun. Naja ... Physik halt.

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Wohl eher jugendliche halt Augenzwinkern

Mars · Gast

Ich finde Physik einfach nur langweilig. Erst recht, wenn ich mir noch Gedanken darüber machen muss.

Mars · Gast

Endlich habe ich ein Ergebnis!!!!!
Aber ob es richtig ist??? Naja werde ich ja dann im Physikunterricht sehen.
Danke!!! Dein ANsatz hat wirklich geholfen.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

wie sieht denn dein Rechenweg aus?

Ist es nicht besser für dich, wenn wir nochmal drüber schauen?

Mars · Gast

Ich habe doch jetzt ein Ergebnis. Das reicht doch. War ja nur eine Übung. Wenn es falsch ist, frage ich einfach meinen Physiklehrer.

Miriam1988 · Anmeldungsdatum: 05.05.2011 Beiträge: 132

Es wird wohl eher so ablaufen, dass jemand die Aufgabe im besten Falle vorrechnet, du wirst dich dabei nicht melden. Dann schreibt jemand den richtigen Lösungsweg an, der im "schlimmsten" Falle von deinem abweicht, du schreibst es von der Tafel ab und denkst dir vll: ACHSO.

Ich weiß nicht wie alt du bist, aber ich kann dich verstehen, dass für dich Physik der Gipfel der Langweiligkeit ist. Mich hat es in der Schule auch nicht interessiert, aber wenn man sich ein bisschen mit beschäftigt, sieht man, wie toll das ganze doch sein kann. Auch wirst du dir wohl sagen: "Für was muss ich die Energie von dem Zug berechnen, brauch ich doch eh nie wieder." Mit der Aussage hast du wohl recht, aber es gibt auch gar nicht darum, was für eine Energie der Zug hat, sondern es geht darum selbstständig ein (neues) Problem lösen zu können, sich schnell in die Materie eindenken zu können. Das hilft dir nicht nur in Physik, sondern in deinem ganzen weiteren Leben. Problemlöser braucht man immer Big Laugh

Mars · Gast

Hab zwar was total komisches raus. Aber auf ein anderes Ergebnis komme ich nicht.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Es wäre vielleicht garnicht mal so schlecht, wenn du deinen Lösungsweg hier mal schreiben würdest.

Mars · Gast

Ich war krank und deswegen komme ich zur Zeit nich mit dem Stoff in Physik nicht mit. Es geht mir nicht darum, dass mir jemand die Aufgabe vorrechnet. Bloß wenn ich etwas nicht verstehe, dann lass ich es lieber. Ich frage dann lieber meinen Physiklehrer. Es ist ja nicht so, dass ich in Physik total schlecht bin oder so. Aber ich war krank und zur Zeit ist es echt viel. Bevor ich mir noch was falsches aneigne frage ich. Ich bin nicht so, dass ich nur den Rechenweg abschreibe. Ich will es auch verstehen. Nur weil ich eine Aufgabe nicht verstanden habe... Ach ist jetzt auch egal. Ich habe ein Ergebnis und das reicht. Physik mag vielleicht interessant sein, aber mein Lieblingsfach ist es nicht und wird es auch nie werden.

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Das Ding an Physik ist dass der Großteil der Arbeit in deinem Kopf abläuft. Vielleicht kannst du irgendwann die "Schablone" für solche Aufgaben auswendig, aber das bringts später nicht mehr.
Wenn du die Sache mit der Energie wiederrum einmal verstanden hast, ist das ne prima Hilfe für jedes phys. Stoffgebiet. Nebenbei würdest du verdammt Eindruck schinden, wenn du das aus dem Stegreif vorrechnen könntest. Augenzwinkern

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Mit dieser Einstellung wirst du aber vielleicht nicht weit kommen. So wie ich das sehe, gibst du zu schnell auf. Klar hat jeder Mensch so seine Steckenpferde, in denen man ziemlich gut ist. Trotzdem sollte man auch Dingen die einem nicht so Spaß bereiten positiv angehen. Es will dich hier ja niemand zwingen, sondern dir helfen die Aufgabe zu verstehen.

Gruß Planck1858

Mars · Gast

Ich weis, dass es nichts bringt, irgendwelche Rechenwege auswendig zu lernen. Das mach ich auch nicht. Ich wollte doch nur einen Ansatz für diese Aufgabe wissen. Es ging mir nie um den Rechenweg oder so. Doch so wie ich es probiert habe, hat mir immer eine physikalische Größe gefehlt. Ich habe jetzt ein Ergebnis, aber ob es richtig ist weis ich nicht.

Mars · Gast

Ich glaube nicht, dass ich zu schnell aufgebe. Denn die Aufgabe habe ich heute Mittag gepostet. Und seitdem sitzte ich an dieser Aufgabe dran. Gut ich habe jetzt ein Ergebnis. Ich weis, dass ich nicht mehr auf eine andere Lösung komme. Ich brauche die Aufgabe schon zu morgen. Es liegt auch nict daran, dass ich alles auf den letzten Tag schiebe. Denn die Aufgabe habe ich gestern erst bekommen. Im Moment fällt mir zu der Aufgabe auch nichts anderes mehr ein.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Nenne doch einfach mal deinen Rechenweg, wie du auf dein Ergebnis gekommen bist, dann können wir dir doch hier sofort helfen.

Mars · Gast

Also ich habe erst die mechanische Arbeti ausgerechnet.
Habe dann die mechanische Arbeit mit der Energie gleichgesetzt. Hatte da was von einer Freundin abgeschrieben, dass W=E sein muss. Hab das dann eingesetzt und bin auf 3,3J gekommen.

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Du hast die Leistung gegeben und die Zeit in der die Leistung abgerufen wird. Zwischen Leistung und Arbeit gilt P=W/t.
Umgestellt heißt das W=P*t. Jetzt brauchst du nur noch die Größen einsetzen und beachten, dass die Leistung in kW gegeben ist.

Mars · Gast

Das habe ich auch stehen und wie berechne ich dann die kinetische Energie?

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Da nichts anderes gegeben ist, können wir annehmen, dass die gesamte mech. Arbeit genutzt wird um die kinetische Energie zu erhöhen. Du hast die kinetische Energie damit schon berechnet. Die ist wie groß?

Mars · Gast

Habe ich das jetzt richtig verstanden:
d.h es gilt in diesem Fall Emech=Ekin , da keine potenzielle Energie vorhanden ist.

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Die kann durchaus vorhanden sein, aber sie wird durch die Arbeit nicht verändert. Genaugenommen gilt nämlich

.
In der Aufgabenstellung steht nichts von einer Höhenveränderung.

Mars · Gast

was setzte ich dann ein, denn in der Aufgabe steht: Eine Diesellokomotive hat einen Antriebsmotor mit einer Leistung von 4500kW und eine Masse von 120t. Die Lok zieht einen Zug mit 20 Waggons, wobei die Masse eines Waggons 25t beträgt. Ich soll aber die kinetische Energie eines Waggons berechnen. Muss ich dann trotzdem die 4500kW einsetzten und welche masse soll ich einsetzten?

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Zunächst setzt du die gesamte Masse des Zuges ein, denn die Arbeit wird am ganzen Zug verrichtet. Dann berechnest du die Geschwindigkeit des Zuges. Ein Wagon hat dieselbe Geschwindigkeit aber eine andere Masse und damit auch, einzeln betrachtet, eine andere kin. Energie, die du neu ausrechnen musst.

Mars · Gast

Jetzt verstehe ich gar nichts mehr. Hab es die ganze Zeit probiert, aber ich bekomme es nicht hin.

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Am ganzen Zug wird die mech. Arbeit 67500 kJ verrichtet. Das bringt den ganzen Zug auf eine kinetische Energie von 67500 kJ.

Hier setzt du noch die Masse von Waggons und Lok ein und stellst nach v um.
Jetzt nimmst du die Geschwindigkeit und setzt sie wiederum in E=m/2 * v² ein, wobei die Masse nun die eines Waggons ist. Dann hast du die kinetische Energie eines Waggons.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Das war aber eine schwere Geburt. Big Laugh

Mars · Gast

Danke!!! Klingt logisch. Hab es jetzt verstanden.

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Hab dir übrigens alle nötigen schritte auf seite 1 genannt.