kinetische Energie Reibungsenergie...

Mathenoob · Gast

Ich schreibe morgen eine Klausur und verstehe einen Aufgabenteil aus der Klausur des parallelkurses nicht ganz, ich habe zwar etwas gerechnet aber ich weiß nicht ob es stimmt. Da alle Aufgaben aufeinander aufbauen schreib ich sie mal alle hin Augenzwinkern

Ein Radfahrer m=90kg rollt ohne zu treten aus dem Stand einen Berg hinunter mit s=500m länge er durchfährt dabei eine Höhendifferenz von 10m.
a)Welche Geschwindigkeit erreicht er, wenn Sie die Reibun vernachlässigen?

v= sqrt 2*g*h= sqrt 2*9,81*10m=14,01m/s

b)Welche kinetische Energie Wkin hat er dann unten?

Wkin=m/2*v²=90/2*(14,01m/s)²=8832.6J (bisschen viel oder?)

c)Wie lange dauert die Fahrt, wenn Sie von einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ausgehen?

alpha=1,14grad ca.
a=g*sin(alpha)=0,195m/s²
t=sqrt 2*s/a=71s ca.

d) Das Rad hat am Ende der Strecke aber nur eine Geschwindigkeit von v= 27 km/h (7,5 m/s). Welche Energie geht durch Reibung verloren?

Wkin=8832,6J (siehe b)
Wkin2=m/2*v²=90kg/2*(7,5 m/s)²=2531,25J

Wr=Wkin-Wkin2=6301,35J

e) Wie groß ist die durchschnittliche Reibungskraft auf der Strecke?

Fr=Wr/s=6301,35J/500m=12,6N

f) jetzt meine Aufgabe wo ich überhaupt net sicher bin (oben bei denen hab ich leichte zweifel wegen dem v): Welche Leistung muss der Radfahrer durchschnittlich erbringen, um den Reibungsverlust auszugleichen?

P=W/t=m*g*h/t=90kg*9,81m/s²*10m/71s=124W

geht bestimmt anders aber ma gucken was ihr dazu sagt.

Noch eine Aufgabe um zu überprüfen ob das stimmt was ich da gerechnet habe Augenzwinkern

:
ICE TD P=2*9600kW
Beschleunigung von 0-100km/h=66s
Bremsweg von 250km/h=4820m; Schnellbremsung=2300m
m=3114t
a) Beschleunigung beim Anfahren, Bremsung, Schnellbremsung?
a=v/t
Anfahren:
27,78m/s/66s=0,42m/s²
Bremsung:
t=2*s/v
=2*4820m/69,44m/s=138,8s
a=v/t
=69,44m/s/138,8s=0,5m/s²
Schnellbremsung:
t=2*s/v
=2*2300m/69,44m/s=66,35s
a=v/t
=69,44m/s/66,35s=1,05m/s²
b)Kräfte
F=m*a
3114000Kg*0,42m/s²=1307880N
F=m*a
3114000Kg*0,5m/s²=1557000N
F=m*a
3114000Kg*1,05m/s²=3269700N
c) Welche Energie hat der Zug bei 250km/h?
Ich denke damit is die Kinetische Energie gemeint oder?
Wkin=m/2*v²
3114000Kg/2*(69,44m/s)²=7507719475N
d) Welchen Reinungskoeffizienten muss der Zug bei der Schnellbremsung haben?
Hier versteh ich nix, ich würde da raten um auf den zu kommen, vllt wisst ihr ja nen andern weg!
Ich weiß es ist sehr viel aber ich fände es einfach super wenn ihr mir helfen könntet und sagen würdet ob das alles in etwa stimmt und wenn was net stimmt bitte ankreiden =)

vielen vielen dank im vorraus

Mfg
Mathenoob

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Prima, das stimmt alles bis auf die Energie, die du in der 1f) eingesetzt hast! smile

In der 1f) muss der Radfahrer nur die 6301,35J ausgleichen, die durch Reibung verloren gehen, und nicht die gesamte Energie 8832.6J = 8,8 kJ, die an Lageenergie freigesetzt wird.

In der 2d) kommst du mit dem Ansatz "Bremskraft = Reibungskraft" zum Ziel:

Bremskraft = Reibungskoeffizient * Gewichtskraft.

Gruß, Markus

Mathenoob · Gast

Boah ist das geil danke danke danke Big Laugh

denn kann ja morgen nichts mehr schiefgehen. Ich dacht erst da sind nur Fehler drinne *gg*

d.h. ich muss bei der 1f) 6301,35J/71s=88,8W?

zu der 2d) f=Fb/Fg
und das wäre somit f=3269700N/9,81*3114000Kg=0,107?

Mfg
Mathenoob

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ja, stimmt smile

Mathenoob · Gast

Vielen dank =) Wink