Brauche Hilfe bei einer Physikaufgabe (Thema Leistung)?

Ich verstehe besonders die c überhaupt nicht und bei jedem kommen andere Ergebnisse raus. Ich denke mir nur: “5,4L/100*90 = 4,86L” haha. Aber so ist es definitiv nicht gedacht

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GreenxPiece
6 months ago

Arbeit ist Kraft mal weg

W=F*S

Da hier der Verbrauch in Liter pro 100 km angegeben werden soll, ist S=100km

Die Kraft die bei konstanter Fahrt mit 90km/h (=25m/s) aufgebracht werden muss berechnet sich hier aus luftwiderstandskraft und rollreibungskraft.

Also W = (Fw + Frr) * 100.000 m

Luftwiderstandkraft:

Fw = 1/2 * rho_luft * cw * A * v^2

= 1/2 * 1,2 kg/m^3 * 0,3 * 2,5 m^2 * (25 m/s)^2

= 281,25 N

Rollreibungskraft:

Frr = my_rr * m * g

= 0,02 * 800kg * 9,81 m/s^2

= 156,96 N

Also ist die auf 100 km verrichtete Arbeit:

W = (281,25 N + 156,96 N) * 100.000 m

= 43.821.000 J

= 12,173 kWh

In litern sind das

12,173 kWh / 9 kWh/l = 1,353 l

Also verbraucht das Auto nach dieser Rechnung bei 90km/h konstant auf 100 km

1,353 l/100km

Zu d)

Da der Verbrauch mit 5,4 l/100km angegeben ist, also das Auto nach angaben der Aufgabenstellung tatsächlich 5,4 l verbraucht und nicht 1,353 l, berechnet sich der Wirkungsgrad wie folgt:

1,353l / 5,4l = 0,25 = 25%

Der Rest geht in Reibung und Wärme im Inneren des Antriebsstrangs verloren (Motor, Getriebe etc.)

atoemlein
6 months ago

Die Aufgabe ist irgendwie unvollständig, oder dann sehr komplex und verschachtelt.

  • was sollte Rho für eine Dichte sein? Muss ein Gas sein, ev. Luft? Wozu?
  • was sollte A für eine Fläche sein?? Wozu?

c) Verbrauch kann man nur ausrechnen, wenn man den Wirkungsgrad aus Aufgabe d) schon kennt…
b) ist unklar, ist da gradaus/horizontal gemeint oder auch auf 10% Steigung?

Was soll die Vorgabe 5,4l/100km, wenn gleich wieder danach gefragt wird?

GreenxPiece
6 months ago
Reply to  RandomDudeNr69

Ich hoffe die Klausur verlief trotzdem gut. Kam leider dann zu spät mit meiner Antwort.

Wechselfreund
6 months ago
Reply to  RandomDudeNr69

Das sollte eine entsprechende Formel vorher im Unterricht erarbeitet sein.

evtldocha
6 months ago
Reply to  atoemlein

was sollte Rho für eine Dichte sein? Muss ein Gas sein, ev. Luft? Wozu?

Du hast mit Deiner Anmerkung schon recht, dass der Fragesteller den Kontext ziemlich offengelassen hat. Ich gehe jedoch ob der Angaben davon aus, dass neben der Rollreibung auch die durch den Staudruck an der Widerstandsfläche A entstehende Luftwiderstandskraft nach:



berücksichtigt werden soll (Klingt mir insgesamt auch nicht mehr ganz nach Schulphysik)

atoemlein
6 months ago
Reply to  evtldocha

Stimmt, logo, das braucht man für die Berechnung der Luftwiderstandskraft.
A ist die wirksame Querschnittsfläche des fahrenden Autos
Rho die Dichte der Luft.

Das klärt aber die andern Fragen noch nicht.

GreenxPiece
6 months ago
Reply to  atoemlein

Die Aufgabenstellung ist in der Tat eher unvorteilhaft. Aber mit den gegebenen Werten ist sie auf jeden fall zu lösen.