Arbeit, Energie und Leistung

Sunflower · Anmeldungsdatum: 14.04.2010 Beiträge: 20

Hallo zusammen,
Habe hier ein paar Aufgaben mit denen ich nicht wirklich klar komme, (größtes Problem ist für mich die Aufgabe 3)
zu ein paar von den Aufgaben habe ich einen Lösungsansatz(dort wo es rot wird)^^.
Wäre nett wenn ihr euch das einmal anschauen könntet und mir vllt. einen Hinweis für die Aufgaben geben könntet, bei denen ich noch kein Ansatz hingeschrieben habe.
Danke schon einmal
LG
Sunflower

Hier die Aufgaben

1) Ein Kraftfahrzeug mit der Masse m=850 kg wird aus der Geschweindigkeit v1=90 km/h auf die Geschwindigkeit v2=30 km/h abgebremst.
a) Wie groß ist die kinetische Energie, die dem Fahrzeug bei dem Bremsvorgang entzogen wird?
b) Auf welche Geschwindigkeit v4 kann man das Fahrzeug aus v3=160 km/h abbremsen, wenn ihm beim zweiten Bremsvorgang dieselbe kinetische Energie entzogen werden soll wie beim ersten Bremsvorgang?

Hierzu habe ich die a) gelöst:

Bei der b) weiß ich jetzt nicht sicher weiter... Ich würde eingentlich die Formel

nach

auflösen, aber ich vermute ich habe die Formel falsch aufgelöst...
bei mir würde da jetzt stehen

Kann das sein?

2) Eine Pumpe förter delat V=75l Wasser in der Zeit delta t=1 s die Höhe h=1 m hoch. Welche Leistung muss der Antriebsmotor vollbringen, um die Pumpe anzutreiben?

3) Ein Junge zieht einen Schlitten einen 100 m langen, schneebedekcten Hang hinauf, der mit der Horizontalen einen Winkel von 10° einschließt.

a) die Gesamtmasse von Junge und Schlitten beträgt 50 kg, die Reibungskraft beim Hochziegen betragen F r,a= 10N. Wie groß ist die aufgewendete Arbeit?

b) Nachdem der Junge oben angekommen ist, setzt er sich auf den Schlitten und fährt hinunter. Da der Schlitten belastet ist, beträgt die Reibungskraft jetzt F r,b =80N. Mit welcher Geschwindigkeit kommt der Junge unten an?

c) Wie groß ist die Reibungszahl fr in der vorherigen Teilaufgabe?

4) Aus einem Jagdgewehr der Masse m1=5kg wird ein Geschoß der Masse m2=30g abgeschossen. Wie groß wäre die vom Rückstoß hervorgerufene Geschwindigkeit v1 des Gewehres nach dem Schuß, wenn es nicht von dem Schützen abgestützt würde?

5) Ein erstes Fahrzeug habe die Masse m1=4 kg, es bewege sich mit v1=6m/s längs einer geraden Bahn. Es holt ein zweites Fahrzeug der Masse m2=10 kg ein uns stößt mit ihm elsastisch zusammen. Bei diesem Zusammenstoß kommt das erste Fahrzeug zu Ruhe.

a) Welche Geschwindigkeit v2 hatte das Fahrzeug vor dem Stoß?

b) Welche Geschweindigkeit v2hatte das Fahrzeug nach dem Stoß?

Hierzu habe ich die b) gelöst bekommen:

Ist das richtig so??

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Zu Aufgabe 1
Unter a) hat Du richtigerweise die Differenz der kinetischen Energien vor und nach dem Bremsvorgang gebildet. Warum machst Du das nicht auch unter b)?

Zu Aufgabe 2
Ebenfalls Energieerhaltungssatz. Wpump = m*g*h ---> Ppump = m*g*h/t

Sunflower · Anmeldungsdatum: 14.04.2010 Beiträge: 20

danke schon einmal

bei der 1b) habe ich so angefangen...

160 km/h = 44,44... m/s

Kinetische Energie dafür ausgerechnet = 839,506... kJ

und die Geschwindigkeit v4 weiß ich ja nicht, dann ich die dann nicht berechnen in dem ich Ekin nach v^2 auflöse?

und zu 2) so habe ich das auch gerechnet da bekomme ich eine leistung von 735,75 watt heraus...ist das richtig?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ich weiß ja nicht warum Du immer mit Zahlenwerten rechnen musst. Allgemein wird's viel einfacher. Du brauchst noch nicht einmal die km/h in m/s umzurechnen.

a) Bremsenergie Wb = m*v1²/2 - m*v2²/2 = (m/2)(v1²-v2²)
b) Bremsenergie Wb = m*v3²/2 - m*v4²/2 = (m/2)(v3²-v4²)

Es soll sich um dieselbe Bremsenergie handeln. Also

(m/2)(v1²-v2²) = (m/2)(v3²-v4²)

Da kürzt sich m/2 raus. Den Rest kannst Du leicht nach v4 auflösen.

v4 = sqrt(v3²-(v1²-v2²)) = 135,6km/h

Sunflower · Anmeldungsdatum: 14.04.2010 Beiträge: 20

Danke schon einmal @ GvC (:

für die 3) a) habe ich jetzt folgendes

ist das richtig?

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Wenn du nur die Hubarbeit berechnen willst, ja. Allerdings würde ich die Länge das Hanges nicht mit h bezeichnen, wenn du damit schon die Höhe bezeichnet hast.

Was ist mit der Arbeit gegen die Reibung ?

Sunflower · Anmeldungsdatum: 14.04.2010 Beiträge: 20

also muss ich zu den 8517, 44 die Reibung drauf rechnen...

dann kommt da also 9517,44 N raus? ist das richtig?

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Sunflower · Anmeldungsdatum: 14.04.2010 Beiträge: 20

soo, habe jetzt alle aufgaben lösen können, außer:

Aus einem Jagdgewehr der Masse m1=5kg wird ein Geschoß der Masse m2=30g abgeschossen. Wie groß wäre die vom Rückstoß hervorgerufene Geschwindigkeit v1 des Gewehres nach dem Schuß, wenn es nicht von dem Schützen abgestützt würde?

Ein erstes Fahrzeug habe die Masse m1=4 kg, es bewege sich mit v1=6m/s längs einer geraden Bahn. Es holt ein zweites Fahrzeug der Masse m2=10 kg ein uns stößt mit ihm elsastisch zusammen. Bei diesem Zusammenstoß kommt das erste Fahrzeug zu Ruhe.

a) Welche Geschwindigkeit v2 hatte das Fahrzeug vor dem Stoß?

könnt ihr mir dafür einen ansatz geben?

hab an der stell echt ein brett vorm kopf..

Danke
LG
Sunflower

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Bei der Aufgabe mit dem Gewehr: Impulserhaltung.

Beim Fahrstuhl: Hier muss Impulserhaltung und Energieerhaltung gelten.

Sunflower · Anmeldungsdatum: 14.04.2010 Beiträge: 20

gut für die Impulserhaltung gilt ja
p=m*v

aber wie rechne ich das jetzt? mit welcher masse vorallem?

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Das ist der Impuls. Was ist die Impulserhaltung und was bedeutet sie für diesen Abschuss bzw. dann beim Fahrstuhl für den Stoß ?

Sunflower · Anmeldungsdatum: 14.04.2010 Beiträge: 20

Der Immpulserhaltungssatz sat, die Summe der Impulse der Stoßpartner vor dem Stoß ist gleich der Summe der Impulse nach dem Stoß.

ich versteh den satz glaube ich gerade nicht... -.-
das kann ja bei der Fahrzeugaufgabe nicht so sein, das die Geschwindigkeit vor dem Stoß 3,43 m/s bestrug, und danach auch noch...das kann ja schon einmal nicht funktionieren weil die beiden Körper ein unterschiedliches Gewicht haben..

Sunflower · Anmeldungsdatum: 14.04.2010 Beiträge: 20

ah okee, ich glaub ich habs jetzt

vielen dank (: