Physik Aufgaben... Pumpspeicherkraftwerk...Ratlos?
Schreibe demnächst eine Klausur in Physik und bin nicht der ober schlauste und da unser Physik Lehrer gerade nicht der Beste Lehrer ist den man haben kann, frag ich lieber Euch. Also, in einem Oberbecken befinden sich 400Kg Wasser in einer Höhe von 3,3 Metern. In der ersten Aufgabe wollen Sie von mir die Einströmgeschwindigkeit in die unten liegende Turbine wissen.. Ich habe es alleine mit dem Internet versucht und nach ca. 30 Minuten nichts gefunden... Ich weiß nur m und h und muss v ausrechnen. Das Wasser ist ja Epot, also Lageenergie und wenn es runter fließt ja eig. ekin, also bewegliche Energie. Habe die Formlen Epot= mgh und Ekin=0,5mv^2.
Hoffe irgendjemand hilft mir weiter, ist auch keine Hausaufgabe, sondern eine Prüfungsaufgabe vom letzten Jahr :)
3 Antworten
Die richtigen Formeln hast du ja schon gefunden und das Zauberwort hier heißt Energieerhaltung.
Epot = Ekin einsetzen
m g h = 0,5 m v^2 und nach v auflösen
g h = 0,5 v^2
2 g h = v^2
v = wurzel(2 g h)
Die Masse des Wassers hat sich rausgekürzt, h=3,3m ist die Fallhöhe und g=9,81m/s^2 ist die Fallbeschleunigung der Erdanziehung.
Ja, das Problem hab ich bei vielen meiner Mitschülern gesehen. Ich selbst "sehe" so was einfach und kann das deshalb vieleicht nicht so gut erklären. Den Energieerhaltungssatz solltest du dir aber merken, der taucht immer und überall auf!
Er besagt das Energie nicht vernichtet werden oder verschwinden kann, sonder nur von einer in die andere Form umgewandelt werden kann.
In deiner Aufgabe guckst du dir zwei Punkte an: 1. oben im Speicherbecken, 2. unten an der Turbine. Und dort betrachtest du die vorhandenen Energien: Oben hast du eine höhere potentielle Energie als unten (das war dir ja klar, oder?). Oben ruht das Wasser und unten ist es in Bewegung. Also hat sich die potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.
Das ist doch bisher gar nicht mal so schlecht gedacht. Jetzt musst du dich nur noch an den Energieerhaltungssatz erinnern. Die Energie, die das Wasser oben oder unten hat, ist gleich. Epot = Ekin.
Wenn du nun die entsprechenden Formeln einsetzt, kürzt sich m schon mal raus und man kann leicht nach v auflösen: v = Wurzel aus 2gh
Also die Energie vom Wasser oben (Potentielle Energie) ist dieselbe Energie, die er unten hat, also bewegliche Energie? Danke
Noch eine Frage...Diese ganze Anlage hat einen Gesamtwirkungsgrad von 78% und jetzt muss ich die elektrische Energie ausrechnen, wenn das Oberbecken, alsoe die 400Kg komplett entleert wird. Wirkungsgrad ist ja Eauf:Ezu, weiter komm ich nicht ^^
Epot kannst du ja ausrechnen.
Der Wirkungsgrad eta ist Nutzenergie durch aufgewendete Energie oder umgestellt:
Enutz = eta x Eaufwand
In diesem Falle ist die aufgewendete Energie = Epot. Das haben wir zur Verfügung, nicht mehr und nicht weniger.
Enutz wäre hier die gesuchte elektrische Energie. Es kommt also raus: Eel = 0,78 x Epot
Danke! Habe mir schon gedacht ich muss es in die Formel einsetzen und dann gleichung aufösen. Ist Epot immer die aufgewandte Energie?
Nein, "aufgewendet" steht als Platzhalter. Welche Energieform das ist, hängt vom einzelnen Prozess ab. Bei einem Emotor wäre Eauf = Eel, beim Ottomotor die chemische Energie des Kraftstoffes, bei einem AKW wäre es die Kernbindungsenergie, bei einem Federdruckgewehr Espann etc. pp.
Achso okey, dann ist hier die elektrische Energie Ezu, kapiert, vielen Dank für Eure Zeit. ihr hilft einen armen Jungen in einer schweren Zeit :D
Ganz kurz noch: Ich kann mir es doch auch so vorstellen: Epot, die Lageenergie, die oben ist, geht bergab und wird zugeführt, deswegen Epot = zugeführte Energie
Fast richtig *g*
Ezu ist = Eauf. Da werden beide Begriffe "zugeführt" und "aufgewendnet" gleichbedeutend verwendet.
Enutz = E ab. Das was rauskommt, was man abnimmt, ist das, was man haben will, der Nutzen. Also wäre hier Eab = Enutz = Eel
So, jetzt habe ich wirklich alles verstanden! Danke danke vielmals!
Ganz genau, jetzt hast du es begriffen. Die Zuführung von Epot in die Maschine geschieht genau am Auslauf des Beckens. Im Fallrohr wandelt sich Epot in Ekin um und treibt dann unten die Turbine an.
Moin, Kann dir leider nicht helfen ... :( aber ich hätte mal ne Frage an dich... In welcher Klasse bist du? Will nämlich Physik in der Oberstufe wählen :) Aber das hört sich extrem schwer an :/ LG
Hey, bin gerade in der 11. Klasse, sprich vom ersten Jahr meines Abiturs, bin aber an einer technischen Schule wo Physik ein Hauptfach ist. Außerdem ist das nur eine Nachprüfung, die normale Prüfung ist nicht so schwer wie die Nachprüfung, musst dir keine Sorgen machen
Ob Physik leicht oder schwer ist, ist individuell verschieden. Was man kann, ist leicht, was man nicht kann, ist schwer.
Physik unterscheidet sich im Anforderungsprofil von Sprachen enorm. Bei Physik muss man technisches Verständnis haben, gut in Mathe sein und logisch denken, auch wenns nicht immer sofort einsichtig ist. Dafür muss man weniger zu Hause lernen. Wenn man dann das Glück hat, einen Lehrer zu haben, bei dem man das Ganze schon im Unterricht versteht, dann muss man nur die Formeln wiederholen und das geht schnell.
Bei Sprachen kommts nicht so sehr aufs Verstehen sondern mehr aufs Sprachgefühl an und darauf, dass man viel auswendig lernen muss. Vokabeln und Grammatik kann man nicht verstehen, das muss man lernen.
Stimme dir volkommen zu. Unsere Schule hat drei oder vier Physik Lehrer und unsere Klasse hat das Pech den schlechtesten Lehrer zu haben. Er erklärt uns ein neues Thema und nach 1-2 Stunden müssen wir selbständig komplexe Aufgaben lösen. Wenn man was nicht versteht erklärt er es nicht richtig oder sagt es sei falsch und das wars. Ich leibe Physik und brauche es später in meinem Berufsfeld, aber bis jetzt habe ich nichts verstanden wegen dem Lehrer (Klar liegt das nicht nur am Lehrer, könnte auch selbständig alles im Internet lernen, aber wozu wenn ich einen Lehrer habe der mir es beibringen soll?) und das finde ich extrems schade...
Ok, da bin ich aber erleichtert! Vielen vielen dank für deine sehr lange und ausführliche Antwort! :) LG
Endlich! Danke! mein Problem ist einfach, dass ich nicht auf so etwas komme, also Epot und Ekin gleichzusetzen... Aber trotzdem vielen Dank!