Impulsbilanz

Impulsbilanz
Lernziele:
• Mit Impuls- und Impulsstrombilanz konkrete,
einfache Aufgaben der Mechanik lösen.
(C) 1999-2001, Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz
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Bilanzgesetz für Ströme
IV3
Volumen
IV 1
IV1
IV2
IV 2
IV 3
IV1  IV 2  IV 3  ...  VÝ
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Bilanzgesetz für Mengen
Va1 + Va2 + Va3 + ... = V
Integrierte Form des Bilanzgesetzes
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Bilanzen
I p1  I p 2  I p 3  ...  pÝ
F1  F2  F3  ...  F  mvÝ ma

Integrierte Form:

pa1  pa2  pa3  ...  p
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Beispiel 4.2
Ein Güterzug mit 20 Wagen und einer vorgehängten
Lokomotive (Gesamtmasse 600 t) soll in 150 s gleichmässig
von null auf 54 km/h beschleunigt werden.
a) Wieviel Impuls hat die lok während der
Beschleunigungsphase aus der Erde zu pumpen?
b) Wie gross ist die resultierende Kraft, mit der die schiene
horizontal auf die Räder der Lokomotive einwirkt?
c) Wie stark sind die Kräfte auf die Kupplungen des 10.
Wagens (Masse 30 t), wenn die restlichen zehn Wagen
eine Gesamtmasse von 240 t aufweisen. Reibungsverluste
sind nicht zu berücksichtigen.
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Beispiel 4.3
Ein Fahrradfahrer zieht einen beladenen Veloanhänger (Masse 60 kg) über eine horizontale
Strasse. Die Rollreibungskraft beträgt 20 N. Bei
einer Geschwindigkeit von 18 km/h sind Luftwiderstand und Rollreibungskraft gleich gross.
Mit welcher Beschleunigung wird der Anhänger
bei einer Geschwindigkeit von 3 m/s und einer
Kupplungskraft von 40 N weggezogen?
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