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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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 Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 17:15 Titel: Beschleunigung eines Autos |
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Zuletzt bearbeitet von Speedy1991 am 16. Aug 2020 19:11, insgesamt einmal bearbeitet |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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| Mathefix Verfasst am: 25. Jun 2020 17:37 Titel: |
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zu a)
Kinetische Energie
Kommst Du damit weiter? |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 17:46 Titel: |
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Ich nehme bei delta v ja die Differenz der Geschwindigkeit, die beträgt doch bei beiden dann dieselbe, oder? 60-0=36 und 72-36=36 |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 18:00 Titel: |
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Also zu a) habe ich wie folgt
1. Beschleunigung
v=a*t
a=v/t => a= 36km/h-0km/h/5s=10m/s/5s=2m/s²
v=a*t => v=2m/s²*5s=10m/s
E kin= 1/2*m*v² => E=1/2*1100kg *10m/s²= 55.000 kg m/s²=55.000 J
Bei der 2. Beschleunigung kommt da das gleiche raus oder muss ich mit 10 Sekunden rechnen? |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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| Mathefix Verfasst am: 25. Jun 2020 18:06 Titel: |
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| Speedy1991 hat Folgendes geschrieben: | | Ich nehme bei delta v ja die Differenz der Geschwindigkeit, die beträgt doch bei beiden dann dieselbe, oder? 60-0=36 und 72-36=36 |
Bestimme die Energiedifferenzen. Dann erkennst Du den Unterschied.
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 25. Jun 2020 18:12, insgesamt einmal bearbeitet |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 18:11 Titel: |
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da habe ich gerechnet
a=v/t => a=72km/h-36km/h / 10s= 20m/s / 10s = 2m/s²
v= a*t => v= 2m/s²*10s=20m/s
E= 1/2*m*v² => E= 1/2*1100kg*(20m/s)²=220.000 kg m/s²=220.000 J
Das würde dann genau dem 4-fachen entsprechen ? |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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| Mathefix Verfasst am: 25. Jun 2020 18:15 Titel: |
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| Speedy1991 hat Folgendes geschrieben: | da habe ich gerechnet
a=v/t => a=72km/h-36km/h / 10s= 20m/s / 10s = 2m/s²
v= a*t => v= 2m/s²*10s=20m/s
E= 1/2*m*v² => E= 1/2*1100kg*(20m/s)²=220.000 kg m/s²=220.000 J
Das würde dann genau dem 4-fachen entsprechen ? |
Etwas Geduld.Ich helfe Dir gleich weiter. |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 18:34 Titel: |
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Okay danke!!!! |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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| Mathefix Verfasst am: 25. Jun 2020 19:15 Titel: |
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zu a)
Energie
v_A = Anfangsgeschwindigkeit
v_E = Endgeschwindigkeit
)
 )
Strecke 1
Strecke 2
 )
Leistung
Strecke 1
Strecke 2
)
zu b)
Energie
\cdot v \cdot t)
Verbrauch
Leistung
\cdot v \cdot t}{t} = ( F_{Roll} + F_{Luft})\cdot v )
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 25. Jun 2020 20:26, insgesamt 3-mal bearbeitet |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 19:45 Titel: |
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Ich verstehs nicht 
Bei der 2. Strecke ist t da 5 oder 10s? |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
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| Mathefix Verfasst am: 25. Jun 2020 20:20 Titel: |
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| Speedy1991 hat Folgendes geschrieben: | Ich verstehs nicht
Bei der 2. Strecke ist t da 5 oder 10s? |
Lt. Aufgabentext werden beide Strecken in je 5s zurückgelegt. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 20:21 Titel: |
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Ich glaube nicht, dass man in Teil a) mit Beschleunigungen herumrechnen muss. Es steht ja auch nicht, dass die Beschleunigung gleichmässig erfolgt, und es soll einfach „die“ Leistung berechnet werden.
Der Aufgabentext ist da nicht sehr präzise, aber ich denke, es geht einfach um die jeweiligen Differenzen der kinetischen Energien, und für die (durchschnittliche) Leistung dividiert man noch durch die Dauer t=5s. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 25. Jun 2020 20:33 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | Ich glaube nicht, dass man in Teil a) mit Beschleunigungen herumrechnen muss. Es steht ja auch nicht, dass die Beschleunigung gleichmässig erfolgt, und es soll einfach „die“ Leistung berechnet werden.
Der Aufgabentext ist da nicht sehr präzise, aber ich denke, es geht einfach um die jeweiligen Differenzen der kinetischen Energien, und für die (durchschnittliche) Leistung dividiert man noch durch die Dauer t=5s. |
Ich habe mit der Beschleunigung gerechnet, weil im Text davon die Rede war.
Setzt man a = Delta v/Delta t ein kommt man zur reinen Differenzbetrachtung der Geschwindigkeiten.
Ich glaube, dass Durchschnittsleistung nicht richtig wäre, da dann die Endgeschwindigkeiten in der vorgegebenen Zeit nicht erreicht werden. |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 20:42 Titel: |
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da ich a gerade noch nicht so ganz verstehe erstmal b
Formeln:
E = F * s
s = v * t
P = W / t
V = E / HW
100km/h=27,78m/s
t=5s
F=410 N
E=F*v*t => E=410 N*27,78m/s*5s=56949J
P=W/t => P=56949J/5s=11389,8 J/s=11389,8 W
V=E/HW => V = 56949J/8760kWh/m³ sind rund 6,5l (oder muss ich hier noch Einheiten umrechnen?) |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 21:12 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Ich glaube, dass Durchschnittsleistung nicht richtig wäre, da dann die Endgeschwindigkeiten in der vorgegebenen Zeit nicht erreicht werden. |
Das verstehe ich nicht ganz, weshalb sollten die Geschwindigkeiten nicht erreicht werden? Natürlich sind die beiden Durchschnittsleistungen nicht gleich.
Geht man von einer konstanten Beschleunigung aus, so erhält man nicht konstante Leistungen P1, P2, sondern in beiden Bereichen zeitabhängige Leistungen P1(t), P2(t). Erfolgen die beiden Beschleunigungsintervalle direkt hintereinander, ergibt sich eine stetige Funktion P(t). |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 21:30 Titel: |
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Ich wollte mit den obigen Bemerkungen die Diskussion nicht unterbrechen.
| Speedy1991 hat Folgendes geschrieben: | | V=E/HW => V = 56949J/8760kWh/m³ sind rund 6,5l (oder muss ich hier noch Einheiten umrechnen?) |
6.5l wären doch sehr viel für 5s Autofahren... (6.5l wäre übrigens der Verbrauch während einer Stunde).
Mit den Einheiten muss man hier etwas achtgeben: wieviel J sind denn 8760kWh? (1J=1Ws, 1Wh=3600Ws=3600J). |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 21:38 Titel: |
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Das wären 31536000000 J oder? |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 21:56 Titel: |
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| Speedy1991 hat Folgendes geschrieben: | | Das wären 31536000000 J oder? |
Ja, das ist richtig. |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 21:58 Titel: |
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aber ich kann Joule ja nicht in liter umrechnen |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 22:34 Titel: |
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Bitte entschuldige die späten Antworten, ich musste noch andere Dinge erledigen.
Der Heizwert ist ja in kWh/m^3 angegeben. Rechnest Du diesen Heizwert HW um in J/m^3 und hast die Energie in J, so ergibt sich vom Zahlenwert her bei der Division E/HW der Verbrauch in m^3. Dann noch benutzen, dass 1m^3=1000l.
Wohlgemerkt, die Gleichungen sind unabhängig von den Einheiten, es geht hier nur um die „Rechenarbeit“, den richtigen Zahlenwert für das Resultat in einer bestimmten Einheit zu finden. |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 22:47 Titel: |
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Also rechne ich 56949 J : 31536000000J/m³=0,000002m³
1m³ - 1000 l
0,000002m³ - 1/500l (0,002 l)
so? |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 22:51 Titel: |
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Ja, wobei man schon 2 Stellen angeben darf. Wenn also V der Verbrauch/das Volumen des verbrauchten Treibstoffs ist, V=0.0018l=1.8*10^(-3)l.
Oder man gibt das Ergebnis in ml an, auch wenn strengenommen nach „wieviel Liter“ gefragt wird.
Zuletzt bearbeitet von Myon am 25. Jun 2020 22:54, insgesamt einmal bearbeitet |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 22:54 Titel: |
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Da kommt das Ergebnis aber raus, ich habe nicht gerundet oder wie kommst du auf die ...18? |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 23:00 Titel: |
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E=F*v*t=410*100/3.6*5J
HW=8760*10^3*3600J/m^3
V=E/HW=... |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 23:07 Titel: |
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Ich habe mit dem umgerechneten Wert gerechnet, den ich gerundet habe (27,7 mein CAS Taschenrechner rundet das automatisch
Aber den HW Wert brauch ich doch gar nicht zu berechnen, oder? Der ist doch gegeben? |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 23:13 Titel: |
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Also ich habe E=410*(100/3,6)*5=56944,5
V= 56944,5:31536000000=0,000002 (l) |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 23:15 Titel: |
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Bei einem anderen Taschenrechner kommt 1,8*10^-6 raus |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 23:15 Titel: |
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Ja, der Heizwert ist gegeben. Man braucht ihn höchstens noch umzurechnen in J/m^3. Wobei sinnvollerweise die ganze Rechnung mit dem Taschenrechner in einem Schritt gemacht wird, damit sich Rundungsfehler nicht summieren (oder man speichert zumindest Zwischenergebnisse ab). |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 23:19 Titel: |
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Ohne runden kommt bei mir 1,8*10^-6 raus bzw mal 1000 dann wären es 1,8*10^-3 l
das wäre dann der Liter Verbrauch. Somit wäre b gelöst, oder? |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 25. Jun 2020 23:52 Titel: |
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Ja, E und P hast Du ja oben schon bestimmt. Diese Grössen höchstens allenfalls noch etwas anders angeben, etwa:
E=56.9kJ, P=11.4kW |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 25. Jun 2020 23:55 Titel: |
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Meinst du, ich soll die am besten sofort runden? Weil, wenn ich mit denen ja weiterrechnen muss, wird das ja immer ein bisschen ungenauer, oder?
oder runden beim Antwortsatz?
Kannst du mir auch nochmal bei a helfen?  |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 26. Jun 2020 00:14 Titel: |
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Die gerundeten Werte natürlich nur als Resultat angeben, zum weiterrechnen nicht diese Werte verwenden.
Bitte entschuldige, aber ich sollte dringend schlafen. Zu a) deshalb nur ganz kurz.
Es wird ja nur gefragt, ob für die beiden Beschleunigungsintervalle dieselbe Energie benötigt wird. Das ist natürlich nicht der Fall, die Geschwindigkeiten gehen ja quadratisch in die kin. Energie ein: wenn v1=36km/h, v2=72km/h:
E1=m*v1^2/2, E2=m*(v2^2-v1^2)/2=3*E1
Geht man von jeweils konstanten Motorleistungen aus oder berechnet die durchschnittliche Leistung während den beiden Intervallen, so gilt für die Leistungen einfach (t=5s)
P1=E1/t, P2=E2/t |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 26. Jun 2020 01:08 Titel: |
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Okay, vielen lieben Dank schon mal!
Aber wieso muss ich denn unterschiedliche Werte nehmen? Er erreicht doch beide Male innerhalb der gleichen Zeit die gleiche Beschleunigung? Die Differenz beträgt ja beide Male 36km /h. Muss ich mit der Zeit nicht rechnen oder nur bei der Leistung? |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 26. Jun 2020 13:38 Titel: |
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| Speedy1991 hat Folgendes geschrieben: | Okay, vielen lieben Dank schon mal!
Aber wieso muss ich denn unterschiedliche Werte nehmen? Er erreicht doch beide Male innerhalb der gleichen Zeit die gleiche Beschleunigung? Die Differenz beträgt ja beide Male 36km /h. Muss ich mit der Zeit nicht rechnen oder nur bei der Leistung? |
Du hast es immer noch nicht verstanden, obwohl Myon Dir erklärt hat, dass das Quadrat der Geschwindigkeiten in Energie und Leistung eingeht und ich es Dir formelmässig hergeleitet habe:
Der Energiezuwachs von 36 km/h auf 72km/h ist höher als von 0 auf 36 km/h.
Das ist doch einsehbar, oder? |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 26. Jun 2020 15:07 Titel: |
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Also ich habe jetzt gerechnet:
Zuletzt bearbeitet von Speedy1991 am 16. Aug 2020 19:12, insgesamt einmal bearbeitet |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 26. Jun 2020 16:07 Titel: |
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| Speedy1991 hat Folgendes geschrieben: | Also ich habe jetzt gerechnet:
Ekin 1=1/2*m*v² => E1=1/2*1100kg*(10m/s)²= 55.000kg m²/s²=55.000 J
Ekin 2=1/2*m*v² => E2=1/2*1100kg*(20m/s)²=22.000kg m²/s²=220.000 J (oder muss ich hier jetzt noch E1 abziehen?) |
Natürlich!!!
Rechne Deine Zahlenwerte nach!
Zum letzten Mal:
Die zur Erhöhung der Geschwindigkeit notwendige Energie hängt von der
Differenz der Quadrate der Geschwindigkeiten
ab:
v_A = Anfangsgeschwindigkeit
v_E = Endgeschwindigkeit
)
In Worten:
In Phase 2 hat das Auto bereits die Anfangsgeschwindigkeit v_A =36 km/h und die entsprechende kinetische Energie E_1 aus Phase 1.
Nach der Beschleunigung hat es die Endgeschwindigkeit v_E = 72 km/h erreicht und die entsprechende kinetische Energie E_2.
Um also von 36 km/h auf 72km/h zu beschleunigen ist die Energie
erforderlich. |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 26. Jun 2020 18:08 Titel: |
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Okay, jetzt habe ich's glaub ich
E 1.Strecke =1/2*m*v² => E1=1/2*1100kg*(10m/s)²= 55.000kg m²/s²=55.000 J
E 2.Strecke= E2-E1 => 1/2*m*v² => E2=1/2*1100kg*(20m/s)²=22.000kg m²/s²=220.000 J
E2-E1 => 222.000 J-55.000 J= 165.000J
P1=E1/t => P1=55.000J/5s=11.000 J/s=11.000W
P2=E2/t => P2=165.000J/5s=33.000 J/s=33.000W
Dementsprechend ist bei der 2. Strecke der Energieverbrauch, sowie die Leistung, 3x so groß.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 26. Jun 2020 18:33 Titel: |
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Schwere Geburt.
Deine Rechnungen sind ziemlich schlampig. |
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Speedy1991
Anmeldungsdatum: 25.06.2020
Beiträge: 21
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| Speedy1991 Verfasst am: 26. Jun 2020 18:47 Titel: |
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1) bin ich in der 8. Klasse und kein Physiker
2) versteht nicht jeder alles so schnell wie du vielleicht, von daher brauchst du auch jetzt nicht unhöflich werden, nur weil du das besser kannst, aber da ich gut erzogen wurde, danke ich dir trotzdem für deine Hilfe. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 27. Jun 2020 10:16 Titel: |
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| Speedy1991 hat Folgendes geschrieben: | 1) bin ich in der 8. Klasse und kein Physiker
2) versteht nicht jeder alles so schnell wie du vielleicht, von daher brauchst du auch jetzt nicht unhöflich werden, nur weil du das besser kannst, aber da ich gut erzogen wurde, danke ich dir trotzdem für deine Hilfe. |
Obwohl Du eine Komplettlösung mit ausführlicher Erläuterung erhalten
hast, gab es noch ca. 30-mal ein Frage- und Antwort Ping Pong, welches sich zu einem grossen Teil auf simple Rechenwege und Umrechnungen von Einheiten bezog.
In Deinen Rechnungen mit Zahlenwerten wird aus 22.000 dann 220.000.
Dann rechnest Du mit 222.000 weiter und 222.000 - 55.000 ergeben nach Deiner Rechnung 165.000.
Wie soll man das anders als schlampig bezeichnen? Ich hatte Dich zweimal auf Überprüfung Deiner Zahlenwerte hingewiesen.
Wenn ich das kritisch angemerkt habe, ist das weder Unhöflichkeit noch Besserwisserei.
PS
Wer brauchen nicht mit zu gebraucht, sollte brauchen nicht gebrauchen. |
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