Kraft F (force) Arbeit W (work)

Fach: Physik/ L. Wenzl
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Übungsaufgaben zu 3.3 und 3.4
Wiederholung zur Dynamik (Arbeit, Leistung, Wirkungsgrad)
1) Notieren Sie aus Ihrer Formelsammlung oder aus Ihrem Fachbuch die Formeln
für folgende mechanischen Kräfte und Arbeiten. (Farbig markieren!)
Kraft F (force)
Arbeit W (work)
Beschleunigungsarbeit:
WB =
Beschleunigungs- F =
kraft:
Gewichtskraft:
Hubarbeit:
FG =
WH =
Reibungskraft:
Reibungsarbeit:
FR =
WR =
Federspannkraft:
Federspannarbeit:
FS =
WS =
2. Ein Güterzug (m = 995 t) wird aus dem Stand beschleunigt. Die Antriebsmaschine
bringt eine Kraft von Fg= 955 kN auf. Die Rollreibungszahl zwischen Schiene und Rad
soll µr = 0,00800 betragen.
a) Tragen Sie in nachstehende Zeichung die Kräfte FB (Beschleunigungskraft),
FR (Reibungskraft) und die Gesamtkraft Fg ein!
b) Berechnen Sie Reibungskraft FR und beschleunigende Kraft FB
c) Wie groß ist die Beschleunigung a
d) Welche Reibarbeit wird auf der Strecke s1 = 1,00 km verrichtet
e) Welche Zeitspanne t1 wird für die Strecke s1 benötigt?
f) Welche Geschwindigkeit und kinetische Energie besitzt der Zug nach
der Strecke s1 = 1,00 km?
Geg.:
Ges.:
a)
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3. Ein Pkw (m = 0,950 t) besitzt eine kinetische Energie Ekin = 428 kJ.
Er rollt eine Anhöhe mit dem Neigungwinkel α = 10° reibungsfrei hinauf.
a) Welche Geschwindigkeit besitzt er am Beginn der Anhöhe
b) Auf welche höhe h bleibt er stehen, bevor er wieder rückwärts rollt
(Energieerhaltungssatz!)
c) Welche Strecke s hat er dabei zurückgelegt?
s
h
Geg.:
Ges.:
4. Ein Auto der Masse m = 1,20 t wird in 10,0 s aus dem Stand auf 100 km/h
beschleunigt.
a) Wie groß ist die Beschleunigungsarbeit, die dazu vom Motor verrichtet werden
muss?
b) Welche Leistung muss der Motor aufbringen, wenn sein Wirkungsgrad incl.
Getriebe bei 35,0 % liegt.
c) aus welcher Höhe h müsst das Fahrzeug herunterfallen, damit das Fahrzeug
die gleiche kinetische Energie besitzt, wie in a) errechnet?
Geg.:
Ges.:
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5. Ein Auto m1 = 1,00 t fährt mit der Geschwindigkeit v = 20,0 km/h gegen eine
Betonwand und wird dabei um 0,500 m zusammengeschoben (Knautschzone)
a) Wie groß ist die vernichtete Energie bei diesem Vorgang, wo ist die Enerige
hingekommen?
b) Welche Kraft wird dabei auf einen angegurteten Insassen der Masse m2 =
80,0 kg ausgeübt, wenn die Kraft während des Bremsvorganges konstant ist?
Geg.:
Ges.:
Aufgabe 6:
2) Berechnen Sie, die Eintrittsgeschwindigkeit v des Wassers in die Turbinen in km/h
Geg.:
Ges.: