Physik Hausaufgaben?

2 Antworten

Zur ersten Aufgabe:

Als Tipp rechne die Beschleunigung a in m pro s^2. Dann rechne die Kraft F aus. Suche dafür den Zusammenhang zwischen F, m und a. Weißt du das die Einheit Newton N aus kg mal Meter pro (Sekunde hoch 2) besteht?

Und Arbeit W ist F mal s. Da musst also Kraft F mal Weg 20m = Ergebnis in Joule

Joule ist gleich (kg mal Meter hoch 2) pro (Sekunde hoch 2)

Zur Überprüfung : F = m mal a ; W =F mal s


berfinc251 
Fragesteller
 22.02.2021, 18:46

Dankeeee

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Definition:Die Arbeit W ist das Produkt aus der Kraft F mal längs des Weges s.

W=F*s

Die Kraft F und der Weg s sind Vektoren,die zu jedem Zeitpunkt parallel liegen müssen,sonst gilt die Formel nicht.

Das ist ein Skalarprodukt,weil die Multiplikation der beiden Vektoren F und s ein Skalar (eine Zahl) ergibt.

siehe Physik-Formelbuch,was man privat in jedem Buchladen bekommt.

Merke:Eine Kraft F ist immer das produkt aus einer Masse m und einer Beschleunigung a.

1) F=m*a hier m=5 kg und a=10 cm/s²=0,1 m/s²=konstant weil ja 1m=100 cm ist

2) W=F*s

1) in 2)

W=m*a*s=5 kg*0,1 m/s²*20 m=10 Nm=10 J (Joule)

1 Nm (Newton mal Meter)=1 J (Joule)

M117

potentielle Energie (Lageenergie) Epot=m*g*h

die verrichtete Arbeit W ist hier gleich der potenziellen Energie W=Epot=m*g*h

m=70 kg und g=9,81 m/s² und Höhenunterschied des Schwerpunktes

h=1,40 m+0,20 m-0,85 m=0,75 m

W=Epot=70 kg*9,81 m/s²*0,75 m=515,025 Nm=515,025 J (Joule)

M 118

1) zuerst alles in IS-Einheiten (internationales Einheitensystem) umwandeln

1 km=1000 m

1 km²=1000 m *1000 m=1.000.000 m=1*10⁶ m

A=16,4 km²=16,4*10⁶ m²

1 kWh (Kilowattstunde)=3600 kJ (Kilojoule)=3600.000 J (Joule)

1*10⁶ kWh=1*10⁶*3,6*10⁶=3,6*10¹² J (Joule)

hier wird potenzielle Energie umgewandelt

W=Epot=m*g*h

Als Bezugsebene wählen wir die Erdoberfläche,wo die Turbine steht,hier ist die potenzielle Energie gleich NULL

1) eine Zeichnung machen,mit dem See und dem Abflußrohr,was am Boden des Sees liegt in h=200 m Höhe

Masse=Dichte mal Volumen → m=roh*V

Volumen vom Quader=Grundfläche mal Höhe → V=A*hw

m=roh*A*hw

hw=Höhe des Wasserquaders

Der Schwerpunkt des Wasserquaders liegt in der Mitte bei hw/2

Dieses Wasservolumen wird also nach unten geleitet

also W=Epot=m*g*(200 m+hw/2)

Epot=roh*A*hw*g*(200+hw/2)

Epot=roh*A*g*200*hw+roh*A*g/2*hw²

0=roh*A*g/2*hw²+roh*A*g*200*hw-Epot ist eine Parabel der Form

0=a*x²+b*x+c dividiert durch a

0=x²+b/a*x+c/a ist die Form 0=x²+p*x+q Nullstellen mit der p-q-Formel

x1,2=-p/2+/-Wurzel((p/2)²-q)

Den Rest schaffst du wohl selber.

Hinweis:Kannst auch eine Überschlagsrechnung machen,mit der Höhe des Wasserquaders von hw=2 m .

Durch das Probieren kannst du dann ungefähr hw ermitteln

Epot=m*g*h=roh*V*g*200 m

Infos,Vergrößern und/oder

Bild zum Beitrag

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert
 - (Schule, Mathematik, Physik)

berfinc251 
Fragesteller
 22.02.2021, 18:41

Dankeeee

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berfinc251 
Fragesteller
 22.02.2021, 18:45

Das hat mir wirklich sehr geholfen

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fjf100  22.02.2021, 18:53
@berfinc251

Hinweis:Ob das nun mit dem 200 m+hw/2 stimmt,dass kann ich nicht genau sagen,weil ich solch eine Aufgabe schon irrsinnig lange nicht mehr gerechnet habe.

Mach mal Proberechnung mit einer Wassertiefe im See von ht=10 m

1 m³ Wasser zur Turbine geleitet ist dann der Energieerhaltungssatz

Epot=m*h*h=1000 kg*9,81 m/s²*(200 m+10 m)=2.060.100 J (Joule)=

=2060 kJ (Kilojoule)

1 kWh=3600 kJ

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