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Physikusmaximus
Anmeldungsdatum: 22.01.2015
Beiträge: 6
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 Physikusmaximus Verfasst am: 30. Jan 2015 18:17 Titel: Energie bei konstanter Geschwindigkeit |
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Guten Tag an alle.
Ich stehe mal wieder vor einer Aufgabe, die mir Kopfzerbrechen bereitet:
"Welche Energie muss der Motor eines Autos (Masse, 1,4 Tonnen) liefern, damit es bei trockener Fahrbahn in der Ebene eine Strecke von 100km mit konstanter Geschwindigkeit zurücklegen kann."
Hier sitzen wir gerade seit einer Stunde zu zweit davor und finden absolut keinen Ansatz. m und s sehen wir als gegeben. Aber wir finden keine Formelkonstruktion, die uns irgendwie auf die Energie bringt.
Hat hier jemand irgendwie einen Tipp??
(Naturwissenschaftliche Grundlagen) |
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E=mc²
Anmeldungsdatum: 24.06.2014
Beiträge: 494
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| E=mc² Verfasst am: 30. Jan 2015 18:42 Titel: |
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Die wichtigste Formel hierfür ist: E=F*s
(E..Energie; F..Kraft; s..Weg)
Es ist also notwendig die Kraft zu berechnen. Dabei sind Luftwiderstand und Rollreibung zu berücksichtigen, wobei ersterer von der Geschwindigkeit abhängt. Folglich ist meiner Meinung nach ein Wert für die Zeit notwendig, der aber nicht gegeben ist.
Auch andere Werte fehlen, das ist aber vermutlich bewusst der Fall (zB der Widerstandskoeffizient bei trockener Fahrbahn). Für die Geschwidigkeit würde ich halt auch einen typischen Wert wählen... |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 30. Jan 2015 18:46 Titel: |
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Hi,
handelt es sich bei der Aufgabenstellung um den originalen Wortlaut samt allen Angaben zur Aufgabe, da mir dies nicht als gegeben erscheint.
Edit: Da war E=mc² schneller.
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman) |
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Physikusmaximus
Anmeldungsdatum: 22.01.2015
Beiträge: 6
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| Physikusmaximus Verfasst am: 30. Jan 2015 18:56 Titel: |
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Die Aufgabe ist 1:1 abgeschrieben. Das sind alle Angaben die wir dazu haben. Luftwiderstand fällt bei uns immer weg, sind nur "Naturwissenschaftliche Grundlagen", alles sehr vereinfacht.
Unter Umständen kann es sein, dass man von den Seiten davor, aus einer Tabelle, den Reibungskoeffizenten 0,8 ablesen kann, weil das ganze ein Übungsskript ist. Dieser Wert ist dort für Reifen auf Asphalt angegeben. Vllt soll man den von da rauslesen. |
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E=mc²
Anmeldungsdatum: 24.06.2014
Beiträge: 494
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| E=mc² Verfasst am: 30. Jan 2015 19:09 Titel: |
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| Physikusmaximus hat Folgendes geschrieben: | | Luftwiderstand fällt bei uns immer weg, sind nur "Naturwissenschaftliche Grundlagen", alles sehr vereinfacht. |
Was soll das heißen? Man kann den Luftwiderstand in dem Fall sicher nicht vernachlässigen und ohne konkrete Angaben wird die Aufgabe anspruchsvoller und nicht einfacher. Da muss man dann nämlich selbst überlegen, welche Werte man braucht und woher man die bekommt; was man vernachlässigen kann usw. |
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Physikusmaximus
Anmeldungsdatum: 22.01.2015
Beiträge: 6
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| Physikusmaximus Verfasst am: 30. Jan 2015 19:39 Titel: |
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Naja, so wie es da steht. In der gesamten Vorlesung wurde sowas wie Luftwiderstand nie erwähnt oder irgendwo einbezogen. Egal ob freien Fall oder sonstige Aufgaben, wo man annehmen würde, dass in der Realität die Luft ordentlich mitmischt. Das fällt bei uns immer weg. Wird also einfach nicht berücksichtigt, eigentlich um alles zu vereinfachen.
Und mehr Angaben gibt es zu der Aufgabe nicht. Wie gesagt höchstens noch µ von der Tabelle auf der Vorseite. |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 30. Jan 2015 19:42 Titel: |
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Der Reibungskoeffizient ist auf jeden Fall schonmal wichtig.
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
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E=mc²
Anmeldungsdatum: 24.06.2014
Beiträge: 494
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| E=mc² Verfasst am: 30. Jan 2015 19:57 Titel: |
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| Physikusmaximus hat Folgendes geschrieben: | | [...] wurde sowas wie Luftwiderstand nie erwähnt oder irgendwo einbezogen. [...] Wird also einfach nicht berücksichtigt, eigentlich um alles zu vereinfachen. [...] |
Dann ist die Aufgabe völlig sinnlos!
Denn ohne die Reibungskräfte ist für das halten einer konstanten Geschwindigkeit keine Kraft vom Motor notwendig! (1. Newtonsches Gesetz) Somit ist die Energie, die der Motor lieft 0 und dieser obsolet.
Ein Berücksichtigen der Rollreibung bei gleichzeitigem Nicht-Berücksichtigen des Luftwiderstandes ist ebenso absurd, weil zweiterer in der Regel überwiegend ist.
| Physikusmaximus hat Folgendes geschrieben: | | [...] Reibungskoeffizenten 0,8 ablesen kann, [...]für Reifen auf Asphalt angegeben. |
absurd hoch; zumindest wenn es ein Rollreibungskoeffizient sein sollte. |
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Physikusmaximus
Anmeldungsdatum: 22.01.2015
Beiträge: 6
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| Physikusmaximus Verfasst am: 30. Jan 2015 22:23 Titel: |
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Über Sinn oder Unsinn braucht man bei unseren Aufgaben meist nicht diskutieren. Die haben selten was mit den Problemen der Realität zu tun.
Die Rollreibung ist natürlich niedriger, µ = 0,025 steht in der Tabelle. Das davor war natürlich die Haftreibung. |
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E=mc²
Anmeldungsdatum: 24.06.2014
Beiträge: 494
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| E=mc² Verfasst am: 30. Jan 2015 22:51 Titel: |
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| Physikusmaximus hat Folgendes geschrieben: | | Über Sinn oder Unsinn braucht man bei unseren Aufgaben meist nicht diskutieren. Die haben selten was mit den Problemen der Realität zu tun. |
Naja.... das ist schon eher eine Frage von richtig oder falsch.
Das ist jetzt vielleicht etwas überspitzt und weit hergeholt, aber das kommt mir schon fast so vor wie: "Du wirfst einen Stein von einem 10m hohen Turm aus mit einer Geschwindigkeit von 5m/s nach unten. Berechne die Flugdauer unter Vernachlässigung der Schwerkraft." Natürlich erreicht der Stein auch ohne Gravitation irgendwann den Boden, aber mit der Realität hat das Ergebnis eigentlich nichts zu tun.
Natürlich berechnest du bei dem Bsp mit der Rollreibungskraft eine Kraft, die auch dazu beiträgt, wieviel Energie du brauchst - aber einen sehr wesentlichen, wenn nicht sogar überwiegenden Teil vernachlässigst du! Und das ohne irgendwie zu versuchen, ihn abzuschätzen, ohne das in der Angabe explizit zu erwähnen, dass er vernachlässigt werden soll, ohne dass dieser so unglaublich kompliziert zu berechnen wäre......
Aber wenn man so will:
Dann musst du mit dem richtigen µ die Reibungskraft berechnen und in die eingangs erwähnte Formel einsetzen, um die Energie berechnen zu können. |
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