Frage von DasDouble, 221

14.000 Watt in Newton umrechnen?

Hallo zusammen,

ich möchte wissen, wie viel Newton das sind: Ich habe einen elektrischen Hubmotor im 17er Motorradhinterreifen, welcher innerhalb einer Sekunde 14.000 Watt, bzw. 14kW leisten kann und würde gerne das in Newton umrechnen. Wie stelle ich das an?

Ich bedanke mich im Vorraus für alle hilfreichen Antworten,

Grüße, Elias

Antwort
von ThomasJNewton, 114

Bevor du anfängst zu rechnen, musst du dir erst mal klar machen, womit du rechnest.

Du würfelst löcker 4 Größen durcheinander, von denen es eine nicht mal wirklich gibt:

  1. Newton ist die Einhait der Kraft. Auch wenn ich faul auf dem Sofa liege, übe ich permanent ca. 1000 N Kraft auf die Unterlage aus, ohne im geringsten zu arbeiten oder etwas zu leisten.
  2. Joule ist die Einheit der Arbeit. Wenn ich mich vom Sofa erhebe und meinen Schwerpunkt um 50 cm nach oben verlagere, habe ich die Arbeit von ca. 1000 N * 0,5 m = 500 J Arbeit verrichtet. Denn ein J = 1 N*m oder auch W*s, Wattsekunde. Watt mal Sekunde, nicht pro.
  3. Watt ist die Einheit der Leistung. Wenn ich für das Aufstehen eine Sekunde brauche, habe ich 500 J/s geleistet. Wenn ich zehn Sekunden dafür brauche, habe ich 50 J/S geleistet. Und da 1 J = 1 Ws ist, ist 1 J/s 1 W.
  4. Und dann hast du noch die ominösen W/s, also Watt pro Sekunde. Wie erwähnt könnte das höchstens die Leistungssteigerung eines Notstomaggregats sein, bis es volle Leistung bringt, und solange die Akkus noch voll sind. Das wäre analog einer Beschleunigung, ist aber ungebräuchlich.

Und warum habe ich die Arbeit erwähnt, obwohl du es nicht hast? Weil sie das Bindeglied ist:
Erst mit dem Weg multipliziert ergibt eine Kraft eine Arbeit.
Erst durch die Zeit geteilt ergibt die Arbeit eine Leistung.

Und Weg und Zeit müssen gegeben sein, sonst kannst du gar nichts rechnen.

Zwischen unterschiedlichen physikalischen Größen muss immer ein sachlicher Zusammenhang bestehen, sonst ist jedes Rechnen gegenstandslos.

Expertenantwort
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 107

> würde gerne das in Newton umrechnen. Wie stelle ich das an?

Umrechnen geht schon mal gar nicht - umrechnen kann man nur gleiche Größen, wie Meter in Kilometer.

Aber mit Deiner in einem Kommentar gegebenen Information:

> Möchte die Beschleunigung eines E-Motorrads ausrechnen.

wird klar, was Du nicht um-, sondern berechnen willst. Die Kraft (das wäre das, was in Newton angegeben wird), brauchst Du dabei gar nicht. Wohl aber die Masse des Motorrads.

Wenn Dein Motor von Anfang an die vollen 14 kW liefert, dann hast Du auf den ersten Metern eine riesige Beschleunigung, die nicht durch den Motor begrenzt wird, sondern dadurch, dass das Hinterrad durchdreht. Bei üblichen Gummimischungen (Reibungskoeffizient nahe bei 1) also um die 10 m/s^2 Beschleunigung.

Das wäre von 0 auf 100 km/h in 3 Sekunden - aber vorher schon kommst Du an den Punkt, an dem die Beschleunigung nachlässt, weil sie jetzt durch die Motorleistung begrenuzt wird. Wo genau der Punkt liegt, hängt von der Masse ab - und bei geringer Masse auch schon vom Luftwiderstand.

mit P = m * v * a  (wie versprochen: die Kraft kommt da gar nicht vor) kannst Du Dir selber ausrechnen, ab welcher Geschwindigkeit die Leistung nicht mehr für eine Beschleunigung von 10 m/s^2 ausreicht.

Expertenantwort
von fjf100, Community-Experte für Mathe, 72

TIPP : Besorge dir ein Physik-Formelbuch.Da stehen alle Formeln und Materialkennwerte drin,die du für deine Anwendungen brauchst.Du musst diese Infos nur noch exakt anwenden können.

Aus den Physik-Formelbuch

P= W/t hier ist P die Leistung in W (Watt) und W ist die geleistete Arbeit (Joule oder Newton mal Meter) in der zeit t (t in s Sekunden)

1000 W= 1 KW und 1000 J (Joule) = 1000 Nm (Newtonmeter)= 1 KJ (Kilojoule)

mit Fg= m * g dies ist die Gewichtskraft (Gravitationskraft)

und W= F * s hier ist F *s das Produkt aus Kraft mal längs des Weges s

eingesetzt P= W/t = Fg *s/t = m * g * s / t umgestellt

P *t/  (s * g)=m hiermit kann man ausrechnen,wieviel Kg ein Motor mit 1Kw Leistung in 1 Sekunde 1 m hochziehen kann.

m= 1000 W * 1 sek/( 1 m * 9,81 m/s^2)=101,936 Kg

ANTWORT : Ein Motor mit 1000 W=1 KW Leistung,kann pro Sekunde eine Masse m= 101,936 Kg 1 Meter hochziehen. 

Expertenantwort
von blackhaya, Community-Experte für Motorrad, 47

Hehe geht mit folgendem Rechenenexempel.

Angenommen mit 14.306 Watt treibt man einen Fahrstuhl an. Die Gravitation ist 9,81 m/s2 und der FAhrstul wiegt 150 kg.

Innerhalb von 1 Stunde kann man damit 35 kilometer in den Himmel "fahren".  Das sind 1471,5 Newton oder 5150250 Newtonmeter.

Rein rechnerische Werte.

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 64

Dazu müsste man noch die Drehzahl oder Fahrgeschwindigkeit wissen, dann könnte man es mit P = F * v ausrechnen.

Kommentar von DasDouble ,

Drehzahl liegt bei 7500rpm. Geschwindigkeit erst mal bei 0. Möchte die Beschleunigung eines E-Motorrads ausrechnen.

Kommentar von Hamburger02 ,

Dann kommst du mit der Leistung nicht weiter, dann musst du mit dem Drehmoment rechnen und das aufs Rad umrechnen. Mit Emotor dürfte der kein Getriebe haben.

M = F * r
M entnimmst du dem Datenblatt des Motors,
r ist der Radius des Rades
F ist die Kraft, die am Rad/Fahrbahn wirkt.

Mit der Masse des Krades kannst du dann mit F = m * a die Beschl. a ausrechnen.

Aaaber: das ist nur die Beschleunigung beim Anfahren. Wenn sich das Drehmoment des Motors mit der Drehzahl ändert, muss das berücksichtigt werden entweder mit der Methode der kleinen Schritte oder über Integralrechnung. Näherungsweise kann man auch ein mittleres Drehmoment über den Geschwindigkeitsbereich annehmen.

Antwort
von rolle216, 90

welcher innerhalb einer Sekunde 14.000 Watt, bzw. 14kW leisten kann

Diese Aussage ergibt keinen Sinn. Es gibt keine physikalische Größe mit Einheit W/s. Zudem kann man, wie schon erwähnt wurde eine Leistung nicht direkt in eine Kraft umrechnen, das sind zwei unterschiedliche physikalische Größen.

EDIT: Korrektur: Man könnte natürlich die Leistungsänderung in W/s angeben. Nur das hat nichts hiermit zu tun.

Kommentar von Panteon00 ,

ich glaube er hat gemeint das der motor 14 kW/s nutzt

Kommentar von rolle216 ,

Das ergibt aber keinen Sinn. Die Einheit Watt ist nichts anderes als Joule/Sekunde oder anders ausgedrückt: Arbeit pro Zeit. Was soll also Arbeit pro Zeit pro Zeit sein?

Kommentar von jorgang ,

die Einheit Leistung pro Zeit ist einfach unsinnig.

Antwort
von Gehilfling, 55

Leistung kann man nicht einfach so in Kraft umrechnen.

Der Zusammenhang von Leistung und Kraft ist

P = F x v (Kraft x Geschwindigkeit)

P = M x w (Drehmoment x Winkelgeschwindigkeit)

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