Ich hab jetzt in Physik eine Aufgabe: Ein Bergsteiger (m = 65kg) bewältigt einen Höhenunterschied von 970 metern in 2 1|2 Stunden?
Seine Hubarbeit entspricht 650 N und da er eine Höhe von 970 metern hat, besitzt er eine potentielle Energie von 630,5 kJ. Meine Frage ist jetzt : Wie berechne ich seine mechanische Leistung?
4 Antworten
Energie und Kraft konntest du ausrechnen, deswegen gehe ich mal davon aus, dass du die Formeln dafür vermutlich aus dem Tafelwerk her hast ;)
Das delta steht für Differenz. Du hast aber keine Differenz, da die Anfangswerte der Zeit und der Energie 0 sind.
Wichtig ist, dass du mit den SI Einheiten rechnen musst. Also Joule (ohne Kilo) und Sekunden.
Das habe ich in Antwort 1 in einem Schritt gemacht bzw mit 10erPotenz.
2 Std => 2 Std * 60 min/Std => 2 Std * 60 min/std * 60 Sek/min => 7200s
Jetzt noch die halbe Std:
30 min * 60 sek/min = 1800
Also die gesamte Zeit ist 9000s
P = 630500J / 9000s = 70,05 W
P = delta E / delta t
= 630,5 * 10³ J / (2 * 60 * 60 + 30 * 60)
Danke, aber ich verstehe das nicht, da ich 8. Klasse bin :D
Seine Hubarbeit entspricht 650 N
Das ist so nicht richtig: Die 650 N (oder eher etwa 637.7 N) stellen keine Arbeit dar, sondern die Gewichtskraft des Bergsteigers. (F = m * g)
... da er eine Höhe von 970 metern hat, besitzt er eine potentielle Energie von 630,5 kJ.
Das (oder etwa 618.5 kJ , wenn man mit g=9.81 m/s^2 rechnet) entspricht der Differenz der potentiellen Energie, die der Bergsteiger allein durch die Hubarbeit seines eigenen Körpers überwinden muss.
Meine Frage ist jetzt : Wie berechne ich seine mechanische Leistung?
Die (mittlere) Leistung, die der Bergsteiger während des Aufstiegs allein für diese Hubarbeit einsetzt, ist gleich Energie / Zeitbedarf = 618.5 kJ / 2.5 h .
Das Ergebnis kann man dann in der Standardeinheit Watt (W) angeben.
Nicht die Hubarbeit, die Hubkraft sind 650 N.
Arbeit = Energiezunahme = 630,5 kJ
Leistung ist Arbeit pro Zeit = 630,5 kJ / 2,5 h
Jetzt musst du nur noch die 2,5h in Sekunden umwandeln und dann hast du die Leistung in kW = kJ/s.
Not bad!