Kann jemand diese Physik Aufgabe lösen----?

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5 Antworten

Also weil Du es bist und weil der Hausaufgabenverdacht ausgeräumt ist:

Berechnung der Reibkraft aus der Reibleistung

Reibleistung = Reibkraft · Geschwindigkeit

Umstellung nach Reibkraft:

Reibkraft = Reibleistung/Geschwindigkeit

Reibkraft = 1200kJ/h   /   6km/h  = 200N

Zweiter Teil: Aufstellung der Leistungbilanz

Leistungs des Wanderers = neue Reibleistung + Hubleistung

Die Leistung des Wanderers entspricht den 1200kJ/h, die in der Waagerechten allein als Reibleistung aufgebraucht wurden.

In der Steigung wird auch Reibleistung umgesetzt; jedoch ist diese wegen der geringeren Geschwindigkeit niedriger .

Ansatz:           P = P,reib_neu + Phub 

P = Fr · v_neu  + m·g·v_neu·sin30°

Fr ist die Reibkraft über den Boden. Es sind die errechneten 200N

v_neu·sin30° ist die Hubgeschwindigkeit nach oben als senkrechte Komponente der neuen Wandergeschwindigkeit v_neu. Siehe Bild

v_neu soll nun bestimmt werden. Es wird nach v_neu aufgelöst

v_neu = P / (Fr + m·g·sin30°)

v_neu = (1 200 000 J / 3600s) / (200N + 75kg·9,81m/s²·sin30°)

v_neu = (1 200 000 J / 3600s) / (200N + 75kg·9,81m/s²·0,5)

v_neu = 0,587m/s      =  2,1 km/h

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Können kann ich das schon, aber Du musst mir helfen ein paar Formel richtig zu interpretieren und anzuwenden. Da ist zum einen der Zusammenhang

Leistung = Reibkraft · Geschwindigkeit

Dies gilt für Ebene als auch für den Schneekopf

Auf dem Schneekopf muss der Wanderer aber nicht nur gegen Reibkraft ankämpfen, sondern zusätzlich noch gegen die Gewichtskraft, die wir ja auch ausrechnen können. Die Zusatzleistung des Steigens errechnet man dann genauso:

Steigleistung = Gewichtskraft · (Steig)Geschwindigkeit

Sei vorsichtig: Die Steiggeschwindigkeit ist nicht die gleiche, die Wanderer mit seinem Messrad misst. Und das Wörtchen Zusatz ist fett gedruckt. Das hat vielleicht auch was zu bedeuten.

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Kommentar von HeyS04
17.11.2016, 15:46

Und wie komme ich auf steigleistung und steiggeschwindigkeit

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Du benötigst die Zusammenhänge:

Arbeit = Kraft * Weg

Leistung = Kraft * Weg / Zeit bzw. Leistng = Kraft * Geschwindigkeit

Im Fall der Ebene haben wir nur 1 Dimension, nämlich die Längsbewegung.

Im Fall der Steigung haben wir 2 Dimensionen, nämlich die Längsbewegung und die Vertikalbewegung.

Stelle dir die Schräge, also die Steigungsstrecke vor:

Der Wanderer druchschreitet z.B. 100m auf der Schrägen (Linearteil). Gleichzeitig muss er noch den Höhenunterschied (Vertikalkomponente, Hubarbeit) überwinden.

Wenn du nun die Gesamtbilanz aufstellen willst gilt:

verbratene Energie auf der Schräge = Lineararbeit auf der Schräge + Hubarbeit

und das soll gleich sein: verbratene Energie im ebenen Fall

oder, wie die Aufgabe sagt: drücke alles mit der Leistung aus, denn die Leistung ist da der Schwitzfaktor

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Ich hätte das wie folgt gelöst: 

1.) Bewegung in der Ebene:

P = F * v 

P und v gegeben. Daraus berechne ich mir die Kraft F, für die Bewegung notwendig ist. 

Achtung: Ich gehe von einer gleichförmigen Bewegung aus, bei der die Beschleunigung = 0 ist.

F = P / v = 333W / 1.67m/s = 199,401N

Das ist die benötigte Reibungskraft in der Ebene.

2.) Bewegung an der schiefen Ebene:

Die Kraft in Richtung der Geschwindigkeit ist eine resultierende Kraft. Neben der Reibungskraft muss auch die Hangabtriebskraft überwunden werden: 

Fres = F + Fhang, mit Fhang = m * g *sin(a)

Fres = 199,401N + 75kg * 9.81m/s² * sin(30) = 567,276N

Bei gleicher Leistung beträgt nun die Geschwindigkeit v = P/Fres:

v = 0.58m/s

Antwort: Er muss seine Geschwindigkeit auf 0.58m/s = 2.113km/h reduzieren

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Ja. Woran scheiterst du?

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Kommentar von HeyS04
17.11.2016, 15:49

Ich verstehe die komplette Aufgabe nicht. Mit der Aufgabe will unserer Physiklehrer einen sehr guten Schüler Testen und ich habe sie mir auch mal mitgeschrieben weil ich auch sehr Physik interessiert bin aber ich steig einfach nicht dahinter. Kannst du sie mir bitte erklären

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