Berechnung der Arbeit bzw. Leistung eines Radfahrers

MB · Anmeldungsdatum: 18.08.2005 Beiträge: 4

Hallo

Gesucht ist die verrichtete Arbeit bzw. erbrachte Leistung und verbrauchte Energie (KJ bzw. kcal) eines Radfahrers mit folgenden Parametern: (Reibung, Luftwiderstand vernachlässigen)

m = 80 kg; s = 15 km; t = 45 min; G = 10 m/s^2

Lösung:

W = m x G x s = 80 kg x 10 m/s^2 x 15.000 m = 12.000 KJ ca. 2.867 kcal
P = F/t = 12.000 KJ / 2.700 s = 4,44 KW

????

M. E. ist diese Rechnung zu trival und nicht richtig, da die Vektoren der der Gewichtskraft (F = m x G) und der Weg (s) in einem Winkel von ca. 90° zu einander Wirken.

Ich habe das Problem mit einem Freund diskutiert, er meinte dieser Lösungsansatz ist falsch und bestätigte, das W = F x s nur gilt, wenn der Winkel zwischen beiden Vektoren = 0° ist, d.h. Radfahrer wird zum Spiderman und klettert eine Wand an einem Wolkenkratzer (senkrecht zum Erdboden) hoch.

Wie würdet Ihr diese Aufgabe lösen ?

navajo · Moderator Anmeldungsdatum: 12.03.2004 Beiträge: 618 Wohnort: Bielefeld

Da hast du recht, was da gerechnet wurde ist falsch. Was da gerechnet wurde ist - wie du richtig gesagt hast - ein Radfahrer der senkrecht, entgegen der Schwerkraft nach oben radelt. Blödsinn also.

Wenn er auf gerader Strecke radelt dann verrichtet er im Gravitationsfeld keine Arbeit, da er sich auf einer Äquipotentialfläche bewegt. Von daher braucht man G überhaupt nicht. Seltsame Aufgabe, woher kommt die?

Man könnte die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnen und die zugehörige kinetische Energie berechnen, die muss er ja mindestens mal aufgebracht haben. Das kann aber auch nicht bei der Aufgabe gemeint sein..

Und die verrichtete Arbeit ist auch gleich der verbrauchten Energie.. Wir haben ja keine Reibung, das eine wird also komplett ins andere Umgewandelt. Doppelt gemoppelt also die Frage.