Physik-Aufgabe [Radfahrer am Berg]

Guest · Gast

Hallo allerseits,

ich hänge hier grade an einer simplen Aufgabe fest, weiss jedoch nicht wie die Lösung zustande kommt. Ich wäre erfreut, wenn sich jemand dieser kurz annehmen könnte!

Ein Radfaher, der mit Gepäck und Rad 900N wiegt, bewältigt eine 5km lange Strecke bei der ein Höhenunterschied von 100m (bei gleichmässigen Anstieg) zu überwinden ist, in 20 min. Die Reibungszahl ist 0,01. Wie groß ist die Arbeit? Wie groß ist die Leistung?

Vielen Dank.

sax · Anmeldungsdatum: 10.05.2005 Beiträge: 377 Wohnort: Magdeburg

hab nicht viel Zeit bzw. Lust im Moment aber ein kleiner Tipp ist drinn:

Die Arbeit W ist die Komponente der Kraft parallel zur Bewegungsrichtung multipliziert mit dem zurückgelegten Weg. (zumindest wenn die Kraft konst. ist, snst muss man integrieren.)

Du mußt jetzt nur noch die komponente der Kraft austrechnen, diese besteht in deinem Fall aus der Hangabtriebskraft und der Reibungskraft. Letztere erhält man wiederum aus dem Produckt von Normalkraft und Reibungszahl.

Die Leistung ist

also das vorherige Ergebnis durch 20 min. bzw 1200s oder wenn man die erste Gleichung einsetzt

Guest · Gast

Vielen Dank für diese Ansätze mit diesen habe ich auch gerechnet, anhand gegebener Formeln. Aber entweder sind die Angaben im Buch falsch oder irgendwo mach ich einen Fehler!

Inwieweit wirkt sich die Reibungskraft von 0,01 aus auf die gegebene Strecke bzw. Kraft?

Gast

Ich seh das bisserl einfacher als sax:

Die Arbeit W und Leistung L ist

W = 900N * 100m * 1,01
L = W/Zeit = .... / 20min

in entsprechend passende Einheiten ist dabei umzurechnen

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Gast

Verbesserung, einen Fehler ausmerze (denk ich)

W = 900N * 100m * (1+0.01*cos(Anstieg)) mit

cos(Anstieg) = sqrt(1- (100/5000)^2)

so, jetzt sollte es aber stimmen

beilstein · Gast

Leistung = Arbeit / Zeit
Arbeit = Kraft * Weg
Weg = 5000 m
Kraft F = Hangabtriebskraft Fh + Reibungskraft Fr
Fh = Gewichtskraft * sin alpha
Fr = Gewichtskraft * cos alpha
sin alpha = 100m/5000m ---> alpha = 1,15°

beilstein · Gast

äh,

Fr = Gewichtskraft * cos alpha * 0,01

Gast

W = 900N * 100m * (1+0.01*cos(Anstieg)) mit
cos(Anstieg) = sqrt(1- (100/5000)^2)

ergibt:

W = 900N * 100m * (1+0.01*sqrt(1 - 1/2500)) = 90000Nm+126*sqrt(51)Nm
= 90899.82Nm

Gast

oki, ihr habt "gewonnen" dritter Versuch, zählt nicht mehr. Es hätte folgendermaßen lauten müssen um wirklich korrekt zu sein
(bin eben doch blöd)

W = 900N * 100m * (1+0.01*cot(Anstieg)) mit

cot(Anstieg) = 5000*sqrt(1-(100/5000)^2)/100 = 7*sqrt(51)

W = 900N *100m * (1+0.01*7*sqrt(51)) = 90000Nm+6300*sqrt(51)Nm
= 134991Nm

sorry, war etwas voreilig und unüberlegt, das Vorherige ...