Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft (Lösungen) - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann: /* Ein Fahrrad beschleunigt */

2017-08-15T21:32:45Z

‎Ein Fahrrad beschleunigt

Patrick.Nordmann: /* Ein Fahrrad beschleunigt */

2017-08-15T21:32:08Z

‎Ein Fahrrad beschleunigt

Patrick.Nordmann am 26. Mai 2017 um 09:54 Uhr

2017-05-26T09:54:47Z

Patrick.Nordmann: Patrick.Nordmann verschob die Seite Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft - Lösungen nach Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft (Lösungen)

2017-05-26T09:51:33Z

Patrick.Nordmann verschob die Seite Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft - Lösungen nach Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft (Lösungen)

Patrick.Nordmann am 26. Mai 2017 um 09:14 Uhr

2017-05-26T09:14:29Z

Patrick.Nordmann: /* Nach Oben */

2017-03-23T15:09:15Z

‎Nach Oben

Patrick.Nordmann: /* Animation der Hangabtriebskräfte */

2015-06-20T12:42:44Z

‎Animation der Hangabtriebskräfte

Patrick.Nordmann: /* Nach Oben */

2015-06-09T13:39:12Z

‎Nach Oben

Patrick.Nordmann: /* Ein Fahrrad beschleunigt */

2014-12-08T20:47:07Z

‎Ein Fahrrad beschleunigt

Patrick.Nordmann: /* Ein Fahrrad beschleunigt */

2014-12-08T20:45:01Z

‎Ein Fahrrad beschleunigt

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 ===Ein Fahrrad beschleunigt===
 *Es gilt:
-:<math>\Delta p= F \,\Delta t = 40\,\rm N \cdot 5 sec = 200\,\rm  N s = 200\,\rm  Hy</math>
+:<math>\Delta p= F \,\Delta t = 40\,\rm N \cdot 5 s = 200\,\rm  N s = 200\,\rm  Hy</math>
 :<math>\Delta E= F\, \Delta s = 40\,\rm N \cdot 7,5 m = 300\,\rm  N m = 300\,\rm  J</math>

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 :<math>\Delta E= F\, \Delta s = 40\,\rm N \cdot 7,5 m = 300\,\rm  N m = 300\,\rm  J</math>
-*Das Rad ist ja nach 5 Sekunden nicht mehr in Ruhe. Durch die immer größere Geschwindigkeit legt es auch in gleichen Zeiten größere Strecken zurück. Genau sieht man das im v-t-Diagramm. Wegen der konstanten Kraft nimmt die Geschwindigkeit wie der Impuls linear zu, die Fläche unter dem dem Graphen entspricht dem zurückgelegten Weg. Um in 5 Sekunden 7,5m zurückzulegen, muss die Geschwindigkeit auf 3m/s steigen:
+*Das Rad ist ja nach 5 Sekunden nicht mehr in Ruhe. Durch die immer größere Geschwindigkeit legt es auch in gleichen Zeiten größere Strecken zurück. Genau sieht man das im t-v-Diagramm. Wegen der konstanten Kraft nimmt die Geschwindigkeit wie der Impuls linear zu, die Fläche unter dem Graphen entspricht dem zurückgelegten Weg. Um in 5 Sekunden 7,5m zurückzulegen, muss die Geschwindigkeit auf 3m/s steigen:
 :[[Datei:Lösung_Aufgabe_Kraft_und_Energie_Fahrad_v-t-Diagramm.png|443px]]
 :Man sieht, dass das Rad in den zweiten 5 Sekunden den dreifachen Weg zurücklegt!
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 Insgesamt stecken also <math>400\,\rm  Hy </math> Impuls und <math>1200\,\rm  J</math> Energie im Rad!
-*(Für Neugierige und Schlaue: Im v-t-Diagramm kann man ablesen, dass die FahrerIn nach 5 Sekunden 3 m/sec schnell sein muss. Da der Impuls 200 Hy beträgt hat sie also eine Masse von 76 kg.)
+*(Für Neugierige und Schlaue: Im t-v-Diagramm kann man ablesen, dass die FahrerIn nach 5 Sekunden 3 m/sec schnell sein muss. Da der Impuls 200 Hy beträgt hat sie also eine Masse von 76 kg.)
 *Die Kraft auf die Pedale ist achtmal so groß wie die Kraft zwischen Rad und Straße, also beträgt sie 320 Newton.

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	([[Inhalt_Klasse_10\|'''Klassische Mechanik''']] > [[Inhalt_Klasse_10#Energieerhaltung\|'''Energieerhaltung''']])		([[Inhalt_Klasse_10\|'''Klassische Mechanik''']] > [[Inhalt_Klasse_10#Energieerhaltung\|'''Energieerhaltung''']])
		+
		+	([[Inhalt_Kursstufe\|'''Kursstufe''']] > [[Inhalt_Kursstufe#Mechanik\|''' Mechanik''']])

	*[[Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft\|'''Zurück zu den Aufgaben''']]		*[[Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft\|'''Zurück zu den Aufgaben''']]

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		+	([[Inhalt_Klasse_10\|'''Klassische Mechanik''']] > [[Inhalt_Klasse_10#Energieerhaltung\|'''Energieerhaltung''']])
		+
		+	*[[Aufgaben zur Energieübertragung mit einer Kraft\|'''Zurück zu den Aufgaben''']]
		+
	===Ein Fahrrad beschleunigt===		===Ein Fahrrad beschleunigt===
	*Es gilt:		*Es gilt:

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 Um auf den Schauinsland zu kommen, muss man ca. 1000 Höhenmeter überwinden. Wieviel Energie ist wohl dazu nötig?
 *Beim Hochheben eines 5kg-Gewichtes muss man eine Kraft von ca. 50 Newton aufwenden. Diese Kraft wirkt längs einer Strecke der Länge von zwei Metern. Die übertragene Energiemenge ist also:
-:<math>\Delta E=F\, >\Delta s = 50\,\rm  N \cdot 2\,\rm  m = 100\,\rm  Nm = 100\,\rm  J</math>.
+:<math>\Delta E=F\, >\Delta s = 50\,\rm  N \cdot 1{,}5\,\rm  m = 75\,\rm  Nm = 75\,\rm  J</math>.
 *Entscheidend für die Energieübertragung ist die in Richtung der Bewegung wirkende Kraft, also die Kraft parallel zum Boden. Je steiler der Weg, desto größer wird diese Kraft. Im Gegenzug wird aber auch der Weg kürzer! Das kann man auch mathematisch untersuchen:

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(kein Unterschied)

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 ===Nach Oben===
-[[File:Schauinsland von Freiburg.jpg|thumb|Schauinsland von Freiburg]]
+[[File:Schauinsland von Freiburg.jpg|thumb|Schauinsland bei Freiburg]]
 Um auf den Schauinsland zu kommen, muss man ca. 1000 Höhenmeter überwinden. Wieviel Energie ist wohl dazu nötig?
 *Beim Hochheben eines 5kg-Gewichtes muss man eine Kraft von ca. 50 Newton aufwenden. Diese Kraft wirkt längs einer Strecke der Länge von zwei Metern. Die übertragene Energiemenge ist also: