Arbeit und Energie bei Bewegung (Achterbahnfahrt)

ulli · Anmeldungsdatum: 20.03.2014 Beiträge: 24

Hallo liebes Forum,

ich bitte euch, mir bei der Achterbahnaufgabe unter die Arme zu helfen, wir können die Aufgabe am kommenden Montag als freiwillige Leistung abgeben, ich komme nicht sicher weiter und wäre sehr dankbar über Unterstützung....

Die Energieumwandlungen habe ich beschrieben. Zu den Berechnungen haben wir zwar eine Formelübersicht bekommen aber bislang keine Berechnung im Unterricht durchgeführt. Ich bin da etwas auf Unterstützung angewiesen.

http://www.directupload.net/file/d/3567/mh2pdqkw_pdf.htm

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Was sind denn deine konkreten Fragen?

ulli · Anmeldungsdatum: 20.03.2014 Beiträge: 24

Mir geht es um die Berechnung der kin. Energie aus aufgabe 2.1. und dem ebenso dort verlangten Energieverlust. Ich habe dazu keinen sicheren Ansatz.

Zu Aufgabe 2.2. würde ich mich über einen inhaltlichen Ansatz freuen, dazu haben wir keinerlei Formelansätze bekommen.

Lieben Dank....

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Hallo,

Beim Energieverlust soll offenbar nur die Reibung berücksichtigt werden, wobei anstelle der Reibung im Looping einfach die Reibung auf dem Stück BC zweimal berücksichtigt werden soll.
Die mechanische Energie bei F entspricht also der potentiellen Energie bei B abzüglich der Reibarbeit von BC, CD, nochmal BC anstelle vom Looping, und dann DF. Für die Reibarbeit brauchst Du nur Normalkraft, den gegebenen Reibungskoeffizienten und die gegebenen Strecken der Teilabschnitte, Also effektiv musst Du nur noch die Normalkraft in den Teilstücken berechnen, wobei die bei CD und DF ja jeweils der Gewichtskraft entsprechen und bei BC durch die schiefe Ebene geringer sind.
Da kommt dann jeweils die Masse als Faktor drin vor, so dass Du den auch weg heben kannst. Rechne also erst mit den Größen-Symbolen und setze erst ganz am Ende Zahlenwerte ein! (wie immer eigentlich...)

Die mechanische (Ausgangs-)Leistung des Motors muss in der gegebenen Zeit eine Arbeit verrichten: Einmal muss sie die Masse um h1+h2 anheben und zum zweiten kommt noch die Reibarbeit auf dem Stück dazu.
Um diese Leistung am Ausgang erreichen zu können, muss am Eingang elektrisch mehr Leistung aufgenommen werden, so dass

gilt.
Du kannst also die elektrische Eingangsleistung berechnen.

Elektrisch ist die Leistung aber auch einfach

Gruß
Marco