Frage von Anubis12, 35

Wie kann ich die Beschleunigungsarbeit mithilfe der Leistung bestimmen?

Hallo erstmal,

als Vorbereitung für eine Physikschulaufgabe haben wir einige Aufgabenblätter bekommen, wobei ich bei einer Aufgabe nicht mehr weiterkomme.

Die Aufgabenstellung lautet: "Ein PKW-Motor hat eine Leistung von P=110kW. Das Fahrzeug (m=1200kg) beschleunigt aus dem Stand über 10 Sekunden hinweg. a) Wie groß ist die vom Motor verrichtete Beschleunigungsarbeit?".

Also: P=110.000 W m=1200 kg t=10s W=?

Die Arbeit Wb ist ja: W = m * a * s

Jetzt besteht mein Problem darin a auszurechnen. Bisher habe ich P=mva zu a=P/(m*v) umgeformt. Jetzt fehlt aber immer noch die Geschwindigkeit v, wozu ich im Internet v = Die-Wurzel-aus 2 * P/m * t gefunden habe. Ich habe aber keine Ahnung wie man auf diese Formel kommen soll.

Es wäre nett wenn mir einer helfen könnte. Wahrscheinlich stelle ich micht sowieso nur total dumm an und die Lösung ist ganz einfach.

MfG

Edit: Ich war einfach mal wieder zu dumm um auf die einfachsten Dinge zu kommen, mittlerweile hab ich auch gemerkt, dass man einfach nur die Leistung mit der Zeit multiplizieren muss.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von JTKirk2000, 35

Also was jetzt? Willst Du die Beschleunigung oder die Beschleunigungsarbeit?

Ich gehe jetzt einfach mal davon aus, dass Du nicht nach dem fragst, was in der Überschrift steht, sondern in der Beschreibung.

1 W = 1 J / s = 1 kg * m² / s³ 

Das formst Du nach Joule um, also nach der Einheit für Arbeit:

1 W = 1 J / s [ * s

1 W * s = J

W = 110000 W * 10 s = ? in J

Wenn Du zudem noch die Beschleunigung ermitteln sollst, musst Du noch folgendes Berechnen:

1 J = 1 kg * m / s² [ / kg

1 J / kg = 1 m / s²

a = W in J / 1200 kg = ? in J

So schwierig ist das nicht, wenn man Google etwas bemüht und ein wenig nachdenkt. Wikipedia ist in Bezug auf Arbeit, Leistung und Kraft dahingehend echt hilfreich. Alternativ gibt es auch das Tafelwerk in jeder normalen Buchhandlung für vermutlich kaum 10 Euro.

Kommentar von Anubis12 ,

Danke für deine Antwort. Ich habe einfach nicht erkannt, dass ich für die Beschleunigungsarbeit nur die Leistung mit der Zeit multiplizieren muss, obwohl das ja mehr als logisch ist

Kommentar von JTKirk2000 ,

Tja manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht. ;)

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 35

Viel einfacher: Arbeit ist Leistung mal Zeit.

(Aber: Wie das bei Schulaufgaben oft der Fall ist, sind die Grundannahmen unrealistisch. Kein PKW-Motor hat aus dem Stand heraus bei jeder Drehzahl die gleiche Leistung. Will man wirklichkeitsnah rechnen, muß man sich die Leistungskurve des Motors anschauen. Aber das braucht Dich hier nicht zu kümmern, denn die Schule verlangt nur, daß Du so naiv mitziehst, wie sie es vorgibt.)

Kommentar von Anubis12 ,

Vielen Dank, das war mal wieder so typisch für mich, dass die Lösung schon fast im Heft steht...

Dass die Rechnungen nicht wirklich realitätsnah sind, ist mir klar, das sieht man ja fast in allen Fächern bei fast allen Aufgaben. Aber nochmal Danke :)

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 17

Der Ansatz ist, dass die Beschleunigungsarbeit zu einer entsprechenden Zunahme der kinetischen Energie führt.

Die Beschleunigungsarbeit ist Leistung mal Zeit.

Die kintische Energie ist m/2 * v^2 = Beschleunigungsarbeit.

Daraus kannst du die Endgeschwindigkeit v ausrechnen und mit Geschwindigkeit und t=10 s kannst du a ausrechnen.

Antwort
von utnelson, 24

Ich würde so anfangen:

P=F*a,  F=m*a,  a=v/t,  daraus folgt P=m*v²/t  -> diese nach v umstellen

danach dann a ausrechnen a=v/t,

und nun kannst du alles in deine oben genannte Formel einsetzen.

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