Wärme von Bremsen beim abwärts fahren - Physik

Wissenschaft Physik
#1

Hi, ich habe eine Frage zu einer Physik-Aufgabe. Ich möchte natürlich nicht die Lösung haben, aber ich bräuchte zumindest einen Ansatz, wie man diese Aufgabe rechnet.

Und zwar geht es um Energieumwandlungen. Ein LKW fährt einen Berg herunter und schon ohne den Einsatz der Bremsen tritt ein bremsender Kraftbetrag von 5% des gewichtskraftbetrages auf.
Welche Wärme wird erzeugt?

Ich versteh das nicht. Erst mal, was ist ein bremsender Kraftbetrag. und was sollen die 5%? Und braucht man dafür eine spezielle Formel? Ich kenne nur die Formel der Bewgungs- und Lageenergie. Auch noch die Spannenergie, aber die spielt hier ja keine Rolle.

Kann mir jemand helfen?

Danke und LG

#2

Hi,

Gesucht ist die (Wärme-)Energie.
Wenn ihr die Energieformen schon behandelt habt, wisst ihr, dass gilt: W = F*s (Arbeit = Kraft*Weg)
Der bremsende Kraftbetrag ist F = 0,05*Fg
also ist W = 0,05*m*g*s mit s = zurückgelegte Strecke,
also nicht der Höhenverlust.
(ohne Gewähr)

Viel Erfolg in der EF

#3

Sorry, da habe ich keinen Schimmer von! Hört sich aber „heiß“ an :sunglasses:

Snoopy

#4

Hey, danke für die schnelle Antwort :smiley:

Okay, das komische ist, dass in der Aufgabe halt explizit erwähnt wird, dass er auf einer Strecke von 25km aus 2000m Höhe auf 800m runter fährt. Also kann man das ignorieren? `Bei mir kommt dann irgendwas mit 300 MegaJoules raus. Kann das stimmen?

#5

Hi,
nun bin ich raus.
Wenn du die Energie ausrechnen konntest,
muss du doch auch die Masse des LKW gekannt haben?!

Wenn es um die reine Energie beim Bremsen geht,
so müsste diese gleich der W(pot) sein.

W(Pot) = m*g*h mit h = 1200m (Höhendifferenz)

davon müsste man dann den Wert:

W = 0,05*m*g*s abziehen.

Leider ist die Differenz negativ.

Damit würde der LKW den relativ flachen Hang gar nicht herunterrollen (egal wie schwer der LKW ist)

sorry

#6

Ist das eins zu eins die Fragestellung? Die ist ziemlich unklar. Es könnte dabei natürlich die Reibungskraft die von der Luft erzeugt wird gemeint sein. Die Wärme geht dabei natürlich in Luft über, berechnen kannst du die aber nicht wirklich.

Zum anderen wird auch die Gewichtskraft reduziert, dh. du hast eine Hangabtriebskraft und eine Kraft senkrecht dazu in den Boden hinein. Dabei wird allerdings keine Wärme frei.

Weiter kann ich dir mit den paar Angaben aus der Fragestellung leider auch nicht helfen.

#7

ja, hab das Gewicht vergessen anzugeben: 25t, also 25000kg

komisch.

Aber trotzdem danke

#8

Hey, ich bin’s nochmal.

sry, ich hab die falschen Werte gesagt. Hab aus Versehen die, aus der Aufgabe davor genommen -,-

Jetzt sollte es stimmen:
Starthöhe: 1800m
Endhöhe: 634m
strecke: 18km
Gewicht des LKW: 18t
und 5% des bremsender Kraftbetrag

Jetzt hab ich mal gerechnet (ist Wärme = Energie eigentlich?)

Bei der ersten Rechnung kommt 285 961 500 Joule raus.

Bei der zweiten  220 725 000 Joule.

Also kommt am Ende dann 65 236 500 Joule raus.

Kommt das hin? Wenn ja, wie kommt das zustande? Warum muss man das eine vom anderen abziehen?

#9

Eine Idee von mir:

Das erste ist ja im Prinzip die Potentielle Energie, also die Lageenergie. Die ist ja da, weil der LKW nicht am Boden ist, und so Energie gespeichert hat.

Und das zweite ist ja die Bewegungsenergie, weil sich der LKW ja bewegt, und da dann die Lageenergie immer geringer wird.

Kommt das in etwa hin?

#10

W(pot) =m*g*h
=18000kg*10N/kg*1166m
=209.880.000J

Davon abgezogen:
W=0,05*18000kg*10N/Kg*18000m
=162.000.000J

Differenz:
47.880.000J

Wieso du andere Werte heraus hast, weiß ich nicht.

#11

Ich vermute, daß mit dem Gewichtskraftbetrag die Kraft ist, mit der das Objekt (der LKW) auf die Straße drückt. Also pro Tonne Gewicht rund 10000 N. Das heißt: die 5% sind dann eine Kraft von 500 N (pro Tonne Gewicht) entgegen der Fahrtrichtung (also bremsend), zBsp. durch Reibung in den Radlagern, Fahrtwind, Walkarbeit in den Reifen (die werden auch etwas warm).

#12

Hi, ich könnte mir vorstellen, dass es um die Verformung der Reifen geht, also Abrollwiderstand, und die Reibung der Lager … bin aber auch kein Experte. Viel Erfolg Otto

#13

Hallo Du,

leider kann ich dir gerade nicht weiterhelfen, aber ich frage selber nach und gib dir Bescheid.

#14

Hallo, also nach langen hin und her hier die Antwort. Das ist die Reibungswärme
man fährt bergab und die reifen haben profil ergo bremsen die auch und das sind die fünf % deswegen muss man sich ja ständig reifen kaufen.
reifen reibt an teer= Reibungswärme.

Hoff ich konnte dir behilflich sein

Hi, ich habe eine Frage zu e.

iner Physik-Aufgabe. Ich möchte

natürlich nicht die Lösung haben, aber ich bräuchte zumindest
einen Ansatz, wie man diese Aufgabe rechnet.

Und zwar geht es um Energieumwandlungen. Ein LKW fährt einen
Berg herunter und schon ohne den Einsatz der Bremsen tritt ein
bremsender Kraftbetrag von 5% des gewichtskraftbetrages auf.
Welche Wärme wird erzeugt?

Ich versteh das nicht. Erst mal, was ist ein bremsender
Kraftbetrag. und was sollen die 5%? Und braucht man dafür eine
spezielle Formel? Ich kenne nur die Formel der Bewgungs- und
Lageenergie. Auch noch die Spannenergie, aber die spielt hier
ja keine Rolle.

Kann mir jemand helfen?

Danke und LG

#15

Hi Eli,

Und zwar geht es um Energieumwandlungen. Ein LKW fährt einen
Berg herunter und schon ohne den Einsatz der Bremsen tritt ein
bremsender Kraftbetrag von 5% des gewichtskraftbetrages auf.
Welche Wärme wird erzeugt?

Ich versteh das nicht. Erst mal, was ist ein bremsender
Kraftbetrag. und was sollen die 5%? Und braucht man dafür eine
spezielle Formel? Ich kenne nur die Formel der Bewgungs- und
Lageenergie. Auch noch die Spannenergie, aber die spielt hier
ja keine Rolle.

Ein bremsender Kraftbetrag ist eine Kraft, die bremsend auf den LKW wirkt, seine Geschwindigkeit also vermindert. Die 5% sagen, wie gross diese Kraft ist, nämlich genau 5% von der Gewichtskraft. Damit weiss man dann ja, wie fest der LKW gebremst wird, d.h. wie viel seiner Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt wird.

Hilft das?

Viele Grüsse,
Charly

#16

Hi,

ich kann dir leider nicht helfen, war selbst nie sonderlich gut in Physik und bin vollkommen aus dem Thema raus.

#17

Hallo,

Erst mal, was ist ein bremsender Kraftbetrag

Kraft ist ja eine vektorielle Größe, d.h. sie hat immer eine Richtung in die sie wirkt und einen Betrag, der beschreibt, wie groß die Kraft ist. Da sie in diesem Fall bremsend ist, wird die Richtung der Kraft entgegen der Fahrtrichtung liegen.

und was sollen die 5%?

Der Betrag der bremsenden Kraft beträgt eben 5% (=5/100) der Gewichtskraft des LKWs. Wenn dessen Masse bekannt ist, dann bekommt man mit der Erdbeschleunigung auch die Gewichtskraft heraus.

Hoffe, das hilft weiter.

#18

Sorry, kann ich leider nicht helfen.

#19

Moin,

ich habe leider keine Zeit mich da richtig einzudenken.

Ich versteh das nicht. Erst mal, was ist ein bremsender
Kraftbetrag. und was sollen die 5%? Und braucht man dafür

Ich verstehe das so, dass nur 95% der Hangabtriebskraft wirkt. Diese 5% Bremsung findest z.B. durch den Luftwiderstand statt.

eine
spezielle Formel? Ich kenne nur die Formel der Bewgungs- und
Lageenergie. Auch noch die Spannenergie, aber die spielt hier
ja keine Rolle.

Ich würde zunächst auch die Diff. der Lageenergie ansetzen und als Wärme umrechnen. Aber ob man es wirklich so einfach machen darf?

Gruß Volker