Need help with mechanics?

A car with a mass of m = 1400 kg is traveling at v = 65 km/h up a 12.5% ​​gradient. What engine power is required if the efficiency between the engine and the drive wheels is 68% and the road resistance coefficient is 0.025?

would be really cool if someone could help me.

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mihisu
1 year ago

Ich würde zunächst einmal die Hangabtriebskraft und die Fahrwiderstandskraft berechnen. Zusammenaddiert ergeben diese beiden Kräfte die Kraft, welche der Fahrtrichtung entgegen wird, welche also vom Antrieb überwunden werden muss, um die Geschwindigkeit zu halten.

Multipliziert man die entsprechende Kraft mit der Geschwindigkeit, erhält man die benötigte Antriebsleistung. Dividiert man diese durch den Wirkungsgrad, erhält man die gesuchte Motorleistung.

====== Möglicher Rechenweg ======

Gewichtskraft…



Hangabtriebskraft…







Normalenkraft…







Fahrwiderstandskraft…



Kraft, die auf den PKW in Fahrtrichtung entgegenwirkt…
[Diese muss durch eine betragsmäßig gleich große, entgegengesetzte Antriebskraft ausgeglichen werden, damit der PKW die Geschwindigkeit konstant halten kann.]





Benötigte Antriebsleistung des PKW…



Andererseits mit der Motorleistung und dem Wirkungsgrad…



Also…











====== Ergänzung zu deinem Rechenweg ======

Du hast offensichtlich „Steigung = sin(alpha)“ bzw. „alpha = arcsin(Steigung)“ angesetzt. Das ist falsch. Richtig wäre „Steigung = tan(alpha)“ bzw. „alpha = arctan(Steigung)“. Dementsprechend kommst du auf einen etwas zu großen Winkel. Du kommst auf etwa 7,18°. Richtig wäre etwa 7,13°. [Aber diese Abweichung ist glücklicherweise nicht allzu groß, da der Winkel noch relativ klein ist, und daher die sin-Werte ungefähr mit den tan-Werten übereinstimmen.]

Des Weiteren multiplizierst du die Hangabtriebskraft F[H] mit der Geschwindigkeit v, um die entsprechende Leistung zu erhalten, die du P[Rad] genannt hast. Da hast du dann „N“ als Einheit stehen, was jedoch eine Einheit der Kraft ist. Du bräuchtest dann „W“ als Einheit der Leistung. Damit hängt dann auch evtl. das nächste Problem zusammen…

Wenn du P[Radg] berechnest, rechnest du (P[Rad] + F[R]) * v. Wie kommst du hier darauf die Leistung P[Rad] mit der Kraft F[R] zu addieren? Das ist falsch? Du bräuchtest an dieser Stelle die Kraft F[H] statt der Leistung P[H]. Also:

P[Radg] = (F[H] + F[R]) * v

Oder alternativ…

P[Radg] = P[Rad] + F[R] * v

Ich habe die konkreten Zahlen bei dir nicht mehr nachgerechnet. Aber da liegt dann wohl der Hauptfehler, weshalb du auf deinen falschen Wert kommst.

mihisu
1 year ago
Reply to  mihisu

Since you have completed your calculation, I have now added a comment at the end of my answer.

Unterholz
1 year ago
Reply to  mihisu

good work…

Unterholz
1 year ago

if it doesn’t work, I’ll send you a link….

Calculate the slope output force FH with the base formula for the inclined plane.

The performance at the wheels without resistance is then PRad = FH*v; rec with v in m/s.

Now to the driving resistance number — how is this defined? There’s the air resistance and the rolling resistance… for that you’re sure you have the definition.

From this value you calculate the resistance. You then pack them for performance calculation and catch PRad = (FH + FResistance)*v for performance on the wheels

Now you reckon with the efficiency back to the engine and catch up

Pmotor = PRad/0,65

Update with invoice… differs, I probably rounded differently.

Unterholz
1 year ago
Reply to  zizou6971

Hmmm . . . if the path is correct, then perhaps the units are not, there are flaws of volatility, see that everything is converted into Newton, m and s. does the resistance have an exotic unit??

Unterholz
1 year ago
Reply to  zizou6971

Are you interested in a learning sheet “slee level” ? . . . I’ve created to be able to distribute finished information here . . . . . if so, I’ll copy it to you in my answer

Unterholz
1 year ago

Okay.

Unterholz
1 year ago

Hello… wrote a supplement

Helmut3445
1 year ago

That’s a cheeky exercise task. Make yourself a sketch in which all forces are cut free.

The required power is power × speed. The force results from the amount of vector addition of the slope output force and the friction.