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Nyde
Anmeldungsdatum: 08.11.2014
Beiträge: 5
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 Nyde Verfasst am: 08. Nov 2014 17:31 Titel: Mittlere Leistung, Höchstleistung, Beschleunigung |
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Meine Frage:
Hallo!
Ich habe demnächst einen Physiktest über die Leistung. Ich rechne gerade den Übungszettel durch, den uns unser Lehrer gegeben hat und stoße auf folgendes Problem:
Angabe a: Welche mittlere Leistung ist erforderlich, wenn der LKW innerhalb von 12s von 0 auf 72 km/h beschleunigt
Angabe b: Welche Höchstleistung ist bei gleichmäßiger Beschleunigung am Ende der Beschleunigungszeit erforderlich.
Gegeben: Masse=7400kg, v=72 km/h, t= 12s, und daraus s=240m
Eigentlich ist das ja nicht schwer nur ich verstehe nicht ganz, warum dort 2 verschiedene Beschleunigungsformeln zu benutzen sind.
 ... für das Ergebnis der mittleren Leistung
 ... für das Ergebnis der Höchstleistung
Kann mir jemand erklären, wann ich welche Formel verwenden muss?
Vielen Dank im Vorraus!
MFG Michael
Meine Ideen:
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 09. Nov 2014 08:22 Titel: |
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Während der gleichmäßigen Beschleunigung steigt doch die momentane Leistung linear an bis zur Höchstleistung. Wenn Du das aufzeichnest, Michael, erhältst Du ein Dreieck dann siehst Du, dass die mittlere Leistung halb so groß ist wie die Maximalleistung.
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Nyde
Anmeldungsdatum: 08.11.2014
Beiträge: 5
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| Nyde Verfasst am: 09. Nov 2014 10:42 Titel: |
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Erstmal danke für die Antwort!
Das heißt, wenn die mittlere Leistung gefragt wird dividiert durch 2s weil sie nur halb so groß ist wie die Höchstleistung
wenn aber die Höchstleistung gefragt wird nur durch s dividieren
Stimmt das so? |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 09. Nov 2014 12:45 Titel: Re: Frage zur mittleren Leistung / Hchstleistung und Beschle |
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| Nyde hat Folgendes geschrieben: | Angabe a: Welche mittlere Leistung ist erforderlich, wenn der LKW innerhalb von t =12s von v = 0 auf 72 km/h beschleunigt
Angabe b: Welche Höchstleistung ist bei gleichmäßiger Beschleunigung am Ende der Beschleunigungszeit erforderlich.
Gegeben: Masse=7400kg, v=72 km/h, t= 12s, und daraus s=240m |
Also eigentlich sind die Formeln so, Michael:
konstante Beschleunigung a = v(t) / t = 1,67 m/s
Weg s(t) = ½ a t² = 120 m ... also stimmt was bei den Angaben nicht
konstante Kraft F = m * a
Leistung: P(t) = F * v(t) = (m*a) * (a*t) = 7400 kg * (1,67 m/s²)² * t
Maximale Leistung: P(12s) = 246,7 kW
Die mittlere Leistung sollte halb so groß sein, also 133,3 kW
Kontrolle: P = Ekin/t = ½mv² / t = 123,3 kW
Siehst schon, dass Deine obigen Formeln nicht stimmen können, insbesondere, da die Masse fehlt.
Meine obige Antwort war nur auf die Frage, warum die mittlere Leistung halb so groß ist als die maximale.
Du solltest nochmal Deine Angaben überprüfen, da 240 m vermutlich falsch sein werden.
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Nyde
Anmeldungsdatum: 08.11.2014
Beiträge: 5
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| Nyde Verfasst am: 09. Nov 2014 12:58 Titel: |
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Warum stimmt die strecke nicht? 
v = s/t
s=v*t
s=20*12=240m
ausserdem war die masse gegeben! M=7400kg |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 09. Nov 2014 13:12 Titel: |
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| isi1 hat Folgendes geschrieben: | | ... da 240 m vermutlich falsch sein werden. |
Ja, Nyde hat fälschlicherweise mit s=v*t gerechnet, obwohl es sich nicht um eine gleichförmige Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit, sondern um eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit konstanter Beschleunigung handelt.
Ich würde der Einfachheit halber den Aufgabenteil a) sowieso mit dem Energieerhaltungssatz lösen. Der Lkw hat zu Beginn der Bewegung die kinetische Energie Null und bei Erreichen der Geschwindigkeit v die kinetische Energie Ekin=(1/2)*m*v². Diese Energie wird ihm während der Beschleunigungszeit als Beschleunigungsarbeit zugeführt:
Mitlere Leistung
Momentanleistung bei Geschwindigkeit v:
Der Vergleich dieser beiden Leistungen zeigt tatsächlich, dass
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Nyde
Anmeldungsdatum: 08.11.2014
Beiträge: 5
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| Nyde Verfasst am: 09. Nov 2014 13:16 Titel: |
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Jetzt bin ich durcheinander
ich war noch nie der 'physik-genie'
kann mir jetzt jemand sagen, wann ich welche formel verwenden kann und wann welche nicht?
unser lehrer lässt uns sowieso nur von irgendwelchen powerpoints abschreiben und erklärt gleich 0 also habe ich hiervon nicht wirklich ahnung  |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 09. Nov 2014 13:38 Titel: |
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Du solltest weniger versuchen, auswendig zu lernen, sondern Dich mehr auf das Verständnis der physikalischen Szenarien konzentrieren.
Dazu gehört im vorliegenden Fall die Kenntnis des Energieerhaltungssatzes und der Definition der Leistung genauso wie die der mathematischen Beschreibung der gleichmäßig beschleunigten Bewegung.
Wie bereits gesagt:
Aufgabenteil a) mit Energieerhaltungssatz (W=E) und Definition der mittleren Leistung (P=W/t)
Aufgabenteil b) mit Bewegungsgleichungen
und
sowie
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Nyde
Anmeldungsdatum: 08.11.2014
Beiträge: 5
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| Nyde Verfasst am: 09. Nov 2014 13:48 Titel: |
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Mein problem liegt trotzdem darin, dass ich nicht weiß, welche formel ich wann nehmen muss
Zum Test kommt sicher ein etwas anderes Beispiel und dann weiß ich nicht ob ich jetzt s= a*t*t /2 oder s=v*t nehmen soll.. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 09. Nov 2014 13:54 Titel: |
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Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit: s=v*t
Bewegung mit konstanter Beschleunigung: s=(1/2)*a*t² und v=a*t
Dabei ist vorausgesetzt, dass zum Zeitpunkt t=0 sowohl die Geschwindigkeit v0 als auch die zurückgelegte Strecke s0 Null sind. Ganz allgemein lauten die Bewegungsgesetze
bei konstanter Geschwindigkeit
und bei konstanter Beschleunigung
und
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