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Geschwindigkeit Berechnung: Beschleunigung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:18 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

Aufgabe
Habe gerade Probleme bei dieser Aufgabe:

Die Skizze habe ich hinzugefügt.

Aufgabe :
a)Welche Energie wird je 100km Strecke benötigt bei v1 = 40km/h,
v2 = 80 km/h und v3 = 120 km/h ?

a)Daten aus Diagramm ablesen . Rechnung mit Herleitung.

b) Wie verändern sich die Zahlen wenn die übrigen Verbraucher 2kW kontinuierlich aufnehmen ?

c) Wie verändert sich die Ergebnisse von a) wenn die Strecke in umgekehrter Richtung gefahren wird ?


Frage zu a) : Bei welcher Kurve soll ich die Energie ablesen ?

Und wie soll ich das denn ausrechnen ?

Bin gerade überfordert .

Bitte um Hilfe . Danke


Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
        
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Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:01 Sa 10.02.2018
Autor: leduart

Hallo Riese
zu a) naturlich bei [mm] P_{ges} [/mm] also rot.
Energie = Leistung mal Zeit, also die Zeit für 100km berechnen.
b) natürlich die zusätzliche Leistung addieren zu der Fahrleistung.
Gruß ledum

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Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:19 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

a) bei 40km/h wären das etwa 5kW.

v2 = 80km/h  wären das 10,5kW

v3 = 120km/h  wären das 30,5kW

Achso in der Aufgabe steht noch:
Die Geschwinigkeit ist konstant auf der Strecke mit konstanter Steigung 2grad.

Energie = Leistung mal Zeit

t1 =energie/Leistung

Aber die Energie habe ich ja gar nicht gegeben oder ?

Wieso muss ich eigentlich die Zeit berechnen ?

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Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:35 Sa 10.02.2018
Autor: Event_Horizon

Hallo!

Naja, wie lang braucht man denn bei 120km/h für 100km?

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Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:04 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

Ah ich glaube jetzt verstehe ich es :

v=s/t

t = s/v = 100km/40km/h = 2,5s

t2 = 100km/80km/h =1,25s

t3 = 100km/120km/h = 0,83s


Jetzt Energie Berechnung :

E1 = 5kW*2,5s = 12,5kWs
E2 = 10,5kW*1,25s =13,1kWs
E3 = 30,5kWs*0,83s = 25,3kWs


b) jetzt einfach +2kW dazu rechnen ?
E1 = 7kW*2,5s = 17,5kWs
E2 = 12,5kW*1,25s =15,6kWs
E3 = 32,5kWs*0,83s = 26,98kWs

Passt das so ?

Wenn ja habt ihr tipps für die c)?
Was muss ich da beachten ?

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Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:36 Sa 10.02.2018
Autor: leduart

Hallo
bist du schon mal mit 40km/h unterwegs gewesen und hast wirklich für 100km 2,5s gebraucht??
achte auf Einheiten und benutze deinen gesunden Menschenverstand um so unsinnige Ergebniss zu vermeiden!
c) überlege ob es rauf oder runter geht und was wohl [mm] P_{grav} [/mm] bedeutet
Gruß leduart

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Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:03 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

v=s/t

t = s/v = 100km/40km/h = 2,5h

t2 = 100km/80km/h =1,25h

t3 = 100km/120km/h = 0,83h


Jetzt Energie Berechnung :

E1 = 5kW*2,5h = 12,5kWh
E2 = 10,5kW*1,25h =13,1kWh
E3 = 30,5kWs*0,83h = 25,3kWh


b) jetzt einfach +2kW dazu rechnen ?
E1 = 7kW*2,5h = 17,5kWh
E2 = 12,5kW*1,25h =15,6kWh
E3 = 32,5kWs*0,83h = 26,98kWh

Damit wäre die b) erledigt oder ?

zur c) rückwärts würde es ja keine Steigung geben .
Der Weg zurück wäre sozusagen schneller.

Es würde ne gleichmässigt beschleunigte Bewegung geben ?




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Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:39 Sa 10.02.2018
Autor: chrisno

Wenn in der Aufgabe die Einheit kWh zugelassen ist, dann erscheinen mir a) und b) richtig gelöst.
Zu c): Die Geschwindigkeit ist vorgegeben. Damit kannst Du auch die einzelnen Beiträge zur Gesamtleistung ablesen.
Nun geht es aber nicht mehr bergauf, sondern bergab. Damit muss ein Beitrag zur Gesamtleistung nicht mehr addiert sondern subtrahiert werden.

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Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:10 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

Die Gesamtleistung von a) wäre ja:
E1 = 5kW*2,5h = 12,5kWh
E2 = 10,5kW*1,25h=13,1kWh
E3 = 30,5kWs*0,83h = 25,3kWh


Leistung P1 = 12,5kWh/2,5h . = 5W

P2 = 10,5kW
P3 = 30,5KW

Woher weiss ich welche Leistung ich jetzt subtrahieren muss?

Rein aus der Logik würde ich sagen das P1 abziehen ?Dann müsste es mit den Werten passen ?

41kW -5kW = 36kW ? Richtig ?

Könnte es mit dem Luftwiderstand abhängen ,dass das letzte subtrahiert wird ?
Falls meine Vermutung richtig ist?





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Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:21 Sa 10.02.2018
Autor: chrisno

Was sind P1, P2 und P3?
Ich sehe in der Grafik Proll, Pluft, Pgrav.

Nun geh das durch:
Wenn das Fahrzeug sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt,
- dann ändert sich Proll wenn es bergab statt bergauf geht
oder
- dann ändert sich Proll nicht wenn es bergab statt bergauf geht
Erkläre Du, welche der beiden richtig ist.
Dann führe die gleiche Betrachtung für Pluft und Pgrav durch.

Bezug
                                                                
Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:37 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

Soll ich für die c) Pluft , Proll und Pgrav ablesen oder wie ?

Bezug
                                                                        
Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:46 Sa 10.02.2018
Autor: chrisno

Was ist mit Proll usw. gemeint?

Bezug
                                                                                
Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:51 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

Das ist die Rollreibung , Luftreibung usw.


V = 40km/h Proll =1,5kW

v = 80km/h .     Proll =3,1 kW

v= 120 km/h   Proll = 5kW

Also Luft usw auch ablesen?

Bevor ich mir umsonst die Mühe mach?

Bezug
                                                                                        
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Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:55 Sa 10.02.2018
Autor: chrisno

Also, wenn das schon eine Mühe ist. Allerdings hast Du wiederum auch Recht.
Verstehen vermeidet unnötige Arbeit. Genau um das Verstehen geht es nun:

Wenn das Fahrzeug sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt,
- dann ändert sich Proll wenn es bergab statt bergauf geht.
oder
- dann ändert sich Proll nicht wenn es bergab statt bergauf geht.

Welches der beiden Satzenden ist richtig, welches falsch und warum?

Bezug
                                                                                                
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Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:42 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

Wenn das Fahrzeug sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt,
- dann ändert sich Proll wenn es bergab statt bergauf geht.

Ich denke so müsste es passen ?

Kann es sein ,dass bei bergab fahrt kaum Rollreibung vorhanden ist ?



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Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:52 Sa 10.02.2018
Autor: chrisno

Nein, so ist das sicher nicht gemeint. Die Rollreibung entsteht, wenn die Räder über die Straße rollen. Die Räder drehen sich bei einer Geschwindigkeit immer gleich schnell, egal ob es bergauf oder bergab geht. Daher ist die für die Rollreibung benötigte Energie in beiden Fällen die gleiche.

Nun bist Du dran mit der Luftreibung.

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Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:25 Sa 10.02.2018
Autor: Giant31

Die Luftreibung ist auch für beide gleich .

Es gibt Luftreibung bei bergauf und bergab .

Gravitation ist beim bergab fahren nicht da ?
Aber begründen kann ich das nicht.

Bezug
                                                                                                                        
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Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:56 Sa 10.02.2018
Autor: chrisno

Da scheint es Dir an wesentlichen Voraussetzungen zu fehlen, um solche Aufgaben zu bearbeiten.
Damit entstehen bei mir auch erhebliche Zweifel, ob Deine Angabe zur Urheberschaft der Abbildung wahr ist.
Da ich die

Wenn man bergauf fährt, dann nimmt dadurch die potentielle Energie im Gravitationsfeld zu. Vereinfacht gesagt: bergauf fahren ist anstrengend. Dem Fahrzeug muss diese Energie zugeführt werden.

Bergab geht es einfacher. Hier wird die potentielle Energie frei.

Also gilt, dass für das bergauf fahren die Summe der drei Leistungen erforderlich ist, während beim bergab fahren von der Gravitation ein Teil der Gesamtleistung erbracht wird.

Für heute ist bei mir Schluss,
viel Erfolg noch.

Bezug
                                                                                                                                
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Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:52 So 11.02.2018
Autor: Giant31

Muss ich bei der c) auch noch die Leistung ausrechnen ?
Oder reicht es argumentativ ?
V = 40km/h Proll =1,5kW

v = 80km/h .     Proll =3,1 kW

v= 120 km/h   Proll = 5kW

Jetzt kommt Luftreibung :
V = 40km/h Pluft =0,85kW

v = 80km/h .     Pluft= 5,9kW

v= 120 km/h   Pluft = 11,2kW

Jetzt einfach Proll und Pluft addieren und fertig?

Bezug
                                                                                                                                        
Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:09 So 11.02.2018
Autor: leduart

Hallo
dir wurde doch gesagt, dass du beim Bergabfahren Gravitationsenergie gewinnst. ( mit kleiner geschwindigkeit kannst du sogar einfach bergabrollen! ( nicht mit 40 km/h) kannst du aus der Graphik ablesen wann?
Gruß leduart

Bezug
                                                                                                                                                
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Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:13 So 11.02.2018
Autor: Giant31

Ehrlich gesagt bin ich jetzt verwirrt was ich genau machen soll?
Schreibe morgen Klausur und mein Kopf dreht langsam durch

Bezug
                                                                                                                                                        
Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:13 So 11.02.2018
Autor: chrisno

Ich zitiere aus den Antworten, die Du zu c) erhalten hast:

> c) überlege ob es rauf oder runter geht und was wohl $ [mm] P_{grav} [/mm] $ bedeutet

> Die Geschwindigkeit ist vorgegeben.
> Damit kannst Du auch die einzelnen Beiträge zur Gesamtleistung ablesen.
> Nun geht es aber nicht mehr bergauf, sondern bergab.
> Damit muss ein Beitrag zur Gesamtleistung nicht mehr addiert sondern subtrahiert werden.

Im Diagramm ist jeweils die Leistung abzulesen. Das ist die Energie, die pro Zeiteinheit umgesetzt wird.
Um bergauf zu fahren, muss die Leistung vom Motor für die Luftreibung, Rollreibung und zum bergauf Fahren abgegeben werden.
Beim bergab Fahren wird Leistung "vom Gefälle" zur Verfügung gestellt. Also muss der Motor nur noch den Rest an Leistung aufbringen, der noch nicht vom Gefälle bereit gestellt wird, um gegen die Luftreibung und Rollreibung anzuarbeiten.

Viel Glück

Bezug
                                                                                                                                                                
Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 08:42 Mo 12.02.2018
Autor: Giant31

Aber soll ich die Leistung von allen Geschwindigkeiten addieren( Proll,Pluft) minus Pgrav(von allen geschwindigkeiten)?

Bezug
                                                                                                                                                                        
Bezug
Geschwindigkeit Berechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:28 Mo 12.02.2018
Autor: chrisno

ja

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