schiefe ebene < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 13:18 Sa 18.08.2007 | | Autor: | bjoern.g |
| Aufgabe | | ein auto der masse 1300kg soll aus der ruhe auf eine geschwindigkeit von 30m/s in einer zeit von 12s beschleunigen. während es sich eine steigung von 15° entlang einen hügel hinaufbewegt. nehmen wir gleichförmige beschleunigung an , welche mindestleistung in ps ist dann notwendig, um das fahrzeug derart zu beschleunigen. |
1. Fges= FH+Fa also die kräfte die am hang entgegen dem auto wirken
--> [mm] m*a=m*g*sin\alpha [/mm] --> a=2,539 m/s²
--> Fges=1300kg*9.81m/s²*sin(15°)+1300kg*2,539m/s²
= 6601.41 N
so dann hab ich gedacht 30m/s=vo+a*12s
30m/s / 12s = 2,5 m/s²
Fa(1) = 2,5m/s² * 1300kg = 3250N
6600N+3250N= 9850N = F
dann komm ich nicht weiter es gilt doch eigentlich F kraft in wegrichtung *
v
also F*v=P aber da kommt nich raus was ich in der lösung habe .......
:(
ich mein die kräfte die entgegenwirken die müssen ja kompensiert werden
das müsste doch eigentlich stimmen !
kann mir mal da jemand helfen ? thx
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:27 Sa 18.08.2007 | | Autor: | bjoern.g |
ne stop mit den kräften war ein fehler!
Fges=(2,5m/s²+2,539m/s²)*1300kg + 1300kg*9.81m/s²*sin(15°)
Fges*v = P
kommt aber trotzdem nicht raus
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 13:55 Sa 18.08.2007 | | Autor: | Infinit |
Hallo bjoern,
da sollte doch der Energiesatz weiterhelfen. Aus der Masse des Wagens und der gewünschten Endgeschwindigkeit ergibt sich die kinetische Energie, die notwendig ist. Die hierfür notwendige Arbeit muss aufgebracht werden und zwar innerhalb von 12 Sekunden.
Mit
$$ P = [mm] \bruch{W}{t} [/mm] $$ bekommst Du dann die hierfür notwendige Leistung raus.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:59 Sa 18.08.2007 | | Autor: | bjoern.g |
ja geht das über meinen weg nciht????
das kann doch irgendwie nicht sein ich bin doch an einer schiefen ebene
da kann ich doch nicht nur mit dem kinetischen energie satz begründen?
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Hallo!
Das funktoiniert durchaus mit dem Energiesatz, allerdings hast du recht, du mußt noch die Höhe berechnen, die das fahrzeug zurückgelegt hat, und daraus die pot. Energie, die man zusätzlich zu der kin. Energie auch noch reinstecken muß. Und die Berechnung sorgt dafür, daß der Energiesatz keine nennenswerten Vorteile hat.
Deinen Ansatz kann man auch benutzen, allerdings hast du da einiges merkwürdiges gerechnet.
Zuerst benötigst du die vorwärts gerichtete Beschleunigung, die das Auto haben soll, also die Kraft [mm] $M*a_v=M*30/12 =M*2,5m/s^2$
[/mm]
Dem entgegen wirkt die Hangabtriebskraft: [mm] "M*a_a=M*g\sin(\alpha)=M*2,539m/s^2"
[/mm]
Der Motor muß die Summe beider Kräfte aufbringen, also [mm] $F_m=M*(a_a+a_v)$
[/mm]
Für die Arbeit gilt $W=F*s$, wobei s der zurückgelegte Weg ist. Es gilt [mm] $s=1/2a_vt^2$. [/mm] Dann alles noch durch t teilen, und du hast die Leistung. (Was du daran sieht ist, daß deine Formel W=Fv nicht stimmt, die gilt nämlich nur, wenn F und v konstant sind, der Wagen beschleunigt aber!)
Denk dran, hier ist die Leistung in PS gefragt, du bekommst aber Watt raus: 1PS = 735,5W.
Um nochmal auf den Energiesatz zurück zurückommen: Da brauchst du je die Höhe, die sich aus zurückgelegtem Weg s und der Steigung mittels Sinus ergibt. Du siehst, das braucht schon so viel von deinem Ansatz, da kannst du auch dabei bleiben.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:10 Sa 18.08.2007 | | Autor: | bjoern.g |
spielt die hangabtriebskraft keine rolle???
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:18 Sa 18.08.2007 | | Autor: | Infinit |
Hallo Bjoern,
doch, die spielt auch eine Rolle, wie ja auch Event_Horizon bereits geschrieben hat. Die hieraus resultierende Beschleunigung hat er ja ausgerechnet. Der Hangabtrieb muss überwunden werden und zusätzlich muss der Wagen beschleunigt werden.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:24 Sa 18.08.2007 | | Autor: | bjoern.g |
danke :)
aber wie setzt sich denn jetzt F zusammen???
F = m*(a(auto)+a(hang)) oder muss ich da noch die hangabtriebskraft FH dazu addieren???
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:40 Sa 18.08.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Du hast in all deinen ersten posts, die hangabtriebskraft, bzw die dazugehörige Beschl. 2 mal gerechnet einmal als a=g*sin15 und dann nochmal als a=2,53, was du genauso ausgerechnet hast.
Du hast genau 2 Kräfte, 1. die zum Beschl auf 30m/s, 2. Gegenkraft zu Hangabtriebskraft. 1. [mm] m*2,5m/s^2
[/mm]
2. [mm] m*g*sin15=m*2,53m/s^2
[/mm]
zusammen also [mm] F_{ges}=m*5,03m/s^2
[/mm]
aber lies auch meine Korrektur zu EH.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:43 Sa 18.08.2007 | | Autor: | bjoern.g |
achso stimmt ja ! danke
also laut korrektur müsste das die lösung sein Fges*v= P
und nicht Fges*s und das durch t teilen?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:03 Sa 18.08.2007 | | Autor: | leduart |
Ja
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(Korrektur) kleiner Fehler  | | Datum: | 15:19 Sa 18.08.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wenn das Auto nicht die Leistung F*v aufbringen kann schafft es die 30m/s nicht!
Also muss man wirklich nur F ausrechnen, und nicht die Durchschnittsleistung F*s/t die ist natürlich kleiner, da man sie auch als [mm] \integral{F*v*dt}
Gruss leduart
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