RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Leistung im Alltag
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
alina315



Anmeldungsdatum: 26.03.2020
Beiträge: 4

Beitrag alina315 Verfasst am: 26. März 2020 18:14    Titel: Leistung im Alltag Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo zusammen,
ich bearbeite gerade ein Referat in Physik.

Leider komme ich nach vielen Versuchen immer noch nicht auf die perfekte Lösung. Die Frage die ich zum Thema Leistung behandle lautet: Wird für einen kurzen ansteigenden oder für einen langen geraden Heimweg mit dem Fahrrad mehr Energie benötigt ?




Meine Ideen:
Das sind meine bisherigen Ansätze:

gerade Strecke: Epot = m*g*h = 58*9,81*1 = 568,98 J
Strecke mit Berg: Epot = m*g*h = 58*9,81*12 = 6827,76 J

gerade Strecke ( zeit: 384 Sekunden) : P= W/t P = 568,98/384 = 1,48 W
Strecke mit Berg ( zeit. 180 Sekunden): P=W/t P = 6827,76/180 = 37,9 W

Nun sind meine Fragen dazu:
Ist mein Rechenweg richtig?
Wie kann ich die Reibungsenergie bei der Strecke mit dem Berg, mit in die Rechnung einbauen?
Wie kann ich bei der geraden Strecke auch kleine Höhendifferenzen mit einberechnen ?

Ich würde mich sehr über Eure Hilfe freuen.
Schon jetzt danke ich Euch dafür, dass ihr Euch über meine Aufgabe Gedanken macht.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 27. März 2020 11:13    Titel: Re: Leistung im Alltag Antworten mit Zitat

alina315 hat Folgendes geschrieben:

Meine Ideen:
Das sind meine bisherigen Ansätze:

gerade Strecke: Epot = m*g*h = 58*9,81*1 = 568,98 J


Wieso hat eine gerade Strecke einen Höhenunterschied?

Ganz allgemein mit Steigung, Reibung und Luftwiderstand:



Alpha = Steigungswinkel
v = Geschwindigkeit Radfahrer
mü = Reibwert Reifen
c_w = Luftwiderstandsbeiwert Radfahrer
F_H = Hangabtriebskraft
F_R = Reibkraft
F_L = Luftwiderstand
A = Projektionsfläche Radfahrer









alina315



Anmeldungsdatum: 26.03.2020
Beiträge: 4

Beitrag alina315 Verfasst am: 27. März 2020 11:30    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank,

doch ich bin leider sehr schlecht in diesem Thema und kann mit der angegebenen Gleichung nicht viel anfangen, trotzdem schon mal vielen Dank dafür.

Ich wäre Ihnen unglaublich dankbar, wenn sie mir eine ausführliche Erklärung zu meiner Aufgabe geben könnte.

Liebe Grüße
Alina
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 27. März 2020 11:47    Titel: Antworten mit Zitat

alina315 hat Folgendes geschrieben:
Vielen Dank,

doch ich bin leider sehr schlecht in diesem Thema und kann mit der angegebenen Gleichung nicht viel anfangen, trotzdem schon mal vielen Dank dafür.

Ich wäre Ihnen unglaublich dankbar, wenn sie mir eine ausführliche Erklärung zu meiner Aufgabe geben könnte.

Liebe Grüße
Alina


Hallo Alina

Ganz wichtig:

In die Arbeit und damit auch die Leistung geht nur der Kraftanteil (Vektor) ein, welcher in Wegrichtung zeigt.

1. Die Hangabtriebskraft ist der Kraftanteil der Gewichtskraft m x g , der in Wegrichtung zeigt, also m x g x sin(alpha). Je grösser der Winkel, desto höher ist diese Kraft

2. Der Anteil der Gewichtskraft der normal d.h. senkrecht auf den Weg wirkt, also m x g x cos(alpha) erzeugt die Reibkraft, die in Wegrichtung zeigt.Je grösser der Winkel, desto geringer ist diese Kraft

3. Die Kraft die der Luftwiderstand erzeugt liegt zeigt in Wegrichtung. Sie steigt im Quadrat der Gescwindigkeit.

4. Die Geschwindigkeit zeigt in Wegrichtung

Haben Dir diese Erklärungen weitergeholfen?
alina315



Anmeldungsdatum: 26.03.2020
Beiträge: 4

Beitrag alina315 Verfasst am: 27. März 2020 11:59    Titel: Antworten mit Zitat

ja vielen Dank,

ein paar Fragen hätte ich allerdings noch:


sind Energie und Leistung dasselbe?

wie würden Sie die Aufgabe lösen, wenn diese Angaben vorhanden sind:

m= 58 kg, g=9,81, h = 12 Meter ( beim Berg) und keine Höhe bei gerader Strecke, die Strecke mit dem Berg dauert 3 Minuten und ist 800 Meter lang und die gerade Strecke dauert 6 Minuten 40 und ist 2 km lang.

wie kann ich nun herausfinden, für welche Strecke mehr Energie benötigt wird und welche Leistung ich dafür erbringen muss?
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 27. März 2020 12:19    Titel: Antworten mit Zitat

alina315 hat Folgendes geschrieben:
ja vielen Dank,

ein paar Fragen hätte ich allerdings noch:


sind Energie und Leistung dasselbe?

wie würden Sie die Aufgabe lösen, wenn diese Angaben vorhanden sind:

m= 58 kg, g=9,81, h = 12 Meter ( beim Berg) und keine Höhe bei gerader Strecke, die Strecke mit dem Berg dauert 3 Minuten und ist 800 Meter lang und die gerade Strecke dauert 6 Minuten 40 und ist 2 km lang.

wie kann ich nun herausfinden, für welche Strecke mehr Energie benötigt wird und welche Leistung ich dafür erbringen muss?


Leistung ist definiert als Energie pro Zeiteinheit

Ich würde so rechnen









Berg



Die Gewichtskraft wirkt in die senkrechte Wegrichtung, die vertikale Komponente der Geschwindigkeit ebenfalls.

Die Länge der Strecke spielt keine Rolle.

Ebene








Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 27. März 2020 12:28, insgesamt einmal bearbeitet
alina315



Anmeldungsdatum: 26.03.2020
Beiträge: 4

Beitrag alina315 Verfasst am: 27. März 2020 12:25    Titel: Antworten mit Zitat

vielen Dank schonmal bis hier hin.
Eventuell melde ich bin zu einem späteren Zeitpunkt nochmal bei Ihnen.

liebe Grüße
Alina
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik