Wie viel Zugkraft erbringt ein Auto das eine Leistung von 150ps hat ,wenn es auf einer geraden Straße mit 90kmh fährt?
4 Antworten
Gerade so viel, um Luftwiderstand und alle anderen Verlustwiderstände zu überwinden. Die PS-Angabe ist dabei völlig irrelevant.
wir haben 25m/s an Geschwindigkeit
Die Leistung rechnest du in Nm/s um
Die Leistung berechnet sich aus P = F * v
nach F umstellen und alles in passenden Einheiten einsetzen und das wars
Danke für deine ausführliche Rückmeldung. Die Aufgabenstellung hat mehrere unklare Punkte, siehe auch, was Hamburger02 geschrieben hat. Wir müssen den plausibelsten Grund für die Aufgabe annehmen: nämlich dass im Unterricht der Zusammenhang zwischen Leistung, Geschwindigkeit und Kraft besprochen wurde.
Unabhängig vom unplausiblen Zahlenwert (150 PS) muss beim Fahren auf ebener Straße der Fahrwiderstand (wesentlich: Luftwiderstand + Rollwiderstand) überwunden werden (was du ja auch schreibst). Diese Widerstände müssen überwunden werden. Hierzu ist die entsprechende Gegenkraft erforderlich. Diese Gegenkraft, verschoben längs eines Weges ist eine Arbeit (F*s) und wenn wir nun die Leistung F*s/t bilden, erhalten wir die zugeordnete Leistung.
Bei stationärer Endgeschwindigkeit eines Fahrzeuges (Volllast) wird die gesamte Motorenleistung gebraucht, um die Geschwindigkeit gegen den Fahrwiderstand zu halten - Beschleunigungsreserven existieren keine mehr.
In diesem Sinne sind deine Ausführungen "auf horizontaler Starecke wird keine Leistung benötigt" nicht nachvollziehbar.
"Bei stationärer Endgeschwindigkeit eines Fahrzeuges..."
Die ist hier allerdings mit ziemlicher Sicherheit nicht gegeben. 90 km/h bringen ein 150 PS Auto noch lange nicht ans Volllastlimit...
"Auf horizontaler Strecke und konstanter Geschwindigkeit wird keine Arbeit verrichtet und somit auch keine Leistung benötigt."
Da habe ich mich wohl nicht deutlich genug ausgedrückt - ich meinte, es sei im Zusammenhang klar...
Also nochmal Klartext: Auf horizontaler Strecke OHNE LUFT- und FAHRWIDERSTÄNDE und konstanter Geschwindigkeit wird keine Arbeit verrichtet und somit auch keine Leistung benötigt. Die Leistung, die der Motor daher in diesem Fall aufzubringen hat, dient nur dazu, die Widerstände zu überwinden.
Aber ich denke, diesbezüglich sind wir uns eh einig. Danke jedenfalls für den Hinweis - zwingt mich dazu, in Zukunft etwas präziser zu formulieren... ;-)
...ja, und bei der Aufgabenstellung hab ich auch so meine Zweifel... ;-)
Die Leistungsangabe bei Autos bezieht sich auf die Maximalleistung, also bei Vollgas und Höchstgeschwindigkeit. Die ist bei 90 km/h garantiert noch nicht erreicht. Bei 90 km/h werden auf ebener Strecke allenfalls so um die 20 - 30 PS benötigt.
das ist grundsätzlich richtig. Nun können wir aber nicht bei jeder Aufgabe, die aus unserer Sicht nicht exakt formuliert ist , sagen "nicht lösbar". Im Hintergrunde jeder Aufgabe steht der Context zum Unterricht. Bei dieser Aufgabe muss man, aus meiner Sicht, davon ausgehen, dass der Aufgabensteller einen Zusammenhang zwischen Leistung, Geschwindigkeit und Kraft herstellen wollte (weil das Gegenstand des Unterrichtes war). Eine Diskussion über Motorenauslegung und Fahrleistung wollte er damit sicher nicht herbeiführen.
Ich hab mich schon während der eigenen Schulzeit über unsinnige Angaben aufgeregt und mich regelmäßig beschwert, was meine Mathelehrer wohl teils ziemlich genervt hat.
die Aufgabe von sternenstaub723 haut in die gleiche Bresche.... die ist für mich noch schlimmer als diese hier...
Ein Auto erzeugt keine 90 PS auf gerader Strecke, kann man also gar nicht beantworten.
Update: Ich hatte 90PS geschrieben, meinte aber 150PS. Wieviel PS das Auto bei gleichförmigen 90km/h benötigt, wissen wir doch gar nicht. So ist es richtig formuliert. Sorry...
Warum soll es keine 90PS erzeugen wenn du Vollgas gibst erzeugt es sogar 150PS. Egal ob es bergab, bergauf oder gerade ist.
von erzeugen hat die Aufgabe auch nicht gesprochen, die Leistung wird zum Aufrechterhalten der Geschwindigkeit gegen den Luftwiderstand gebraucht
Ja gut, das hatte ich nicht gut formuliert. Aber das 150PS-Auto braucht keine 150PS bei gleichförmigen 90km/h, dann könnte es ja gar nicht mehr beschleunigen.
"wir haben 25m/s an Geschwindigkeit"
Die Geschwindigkeit ist hierbei nur relevant bezüglich des Luftwiderstands, der als Gegenkraft überwunden werden muss.
"P = F * v"
...ist grundsätzlich richtig, aber einfach nach F umzustellen ist im vorgegebenen Fall ein verführerischer Trugschluss!
Leistung ist Arbeit pro Zeit - die einzige (mechanische) Arbeit, die der Motor hier aufbringen muss, ist halt, gegen die Widerstände (Luft-, Roll- Reibungswiderstände) anzukämpfen. Auf horizontaler Strecke und konstanter Geschwindigkeit wird keine Arbeit verrichtet und somit auch keine Leistung benötigt. Ein völlig widerstandsloses Fahrzeug würde - einmal angestoßen - sich unendlich lang mit dieser Geschwindigkeit fortbewegen (natürlich nur theoretisch).
Ganz einfach und praktisch nachvollziehen lässt sich das übrigens, wenn man in einem Auto einen Bordcomputer hat, und diesen auf "Momentanverbrauch" stellt. Damit bekommt man quasi live einen Eindruck vom momentanen Energieverbrauch. Ja, und man bemerkt sofort, wie der Sprit- (und damit Energie-) verbrauch sich bei jeder GeschwindigkeitsÄNDERUNG (Beschleunigen, bergauf fahren) ändert.