Physik Aufgabe Thermodynamik und Bremsung eines Zuges

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2 Antworten

Da müssen Sie den Rollreibungskoeffizienten cR von Stahl auf Stahl nachschlagen und damit die Bremsverzögerung berechnen: a = cR * FN/m wobei FN die Normalkraft ist, also der Anteil der Gewichtskraft der senkrecht auf der Schiene steht.

Zum zweiten: Also die gesamte kinetische Energie des Zuges wird in Wärmeenergie in den Bremsmechanismen verwandelt, wobei die alle jeweils 20kg wiegen. Wieviel Masse wird insgesamt erwärmt? Dafür braucht man die Anzahl an Rädern, Waggons und die Masse der Mechanismen.

Die Temperatur erhält man dann mit dem Wärmekapazität von Stahl.

1.) Ich weiß keine Werte für den Geschwindigkeitsverlust durch Reibung an einem Zug..

2.) Er wird von 90 km/h bis Stillstand abgebremst, dh die kinetische Energie vom Anfang wird komplett in Wärmeenergie umgewandelt (näherungsweise...). Und die geht nur in die Räder, nicht an die Umgebung(laut Aufgabe):

Ekin = 1/2 * m * v² = 1/2 * 1.600.000 kg * (25m/s)² = 500.000.000 J = 500 MJ = E(therm)

Q = m * c * delta T, also delta T = Q/(m * c)

spezifische Wärmekapazität Stahl: c = 0,477 kJ/kgK

Q ist die oben berechnete Wärmemenge

m die Masse der Räder. Da es 4 * 25 = 100 Räder sind ist es pro Rad:

delta T = Q/(m * c * 100) = 500.000kJ/(20kg * 0,477 kJ/kgK * 100) = 524,11 K = 250,95 ° C

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