Hallo,
ich habe immer wieder versucht, meinem Sohn die wichtigsten physikalischen Begriffe beizubringen und Arbeit - Leistung - Kraft nicht zu verwechseln. Jetzt hat er eine Physikaufgabe bekommen in der folgender Sachverhalt - von mir jetzt ohne lästige Nebensätze - dargestellt ist:
Ein LKW 2.500 kg fährt 3 km vom Ausgangspunkt 1380 m zum Endpunkt 1780 m. Berechne die Arbeit, wobei die Zugkraft 1/10 der geleisteten Hubarbeit ist.
Die Formeln für Arbeit und Hubarbeit sind klar: W = F.s und W = m.g.h aber wie kann ich jetzt den Zusammenhang zwischen Zugkraft und Hubarbeit erklären und kann man eine Aufgabe in dieser Form überhaupt als Fachgerecht bezeichnen?
Gruß biopeso
Moin,
Ein LKW 2.500 kg fährt 3 km vom Ausgangspunkt 1380 m zum
Endpunkt 1780 m.
Sind damit Höhenmeter gemeint? wenn nicht, was sind diese Meter-Angaben?
Berechne die Arbeit, wobei die Zugkraft 1/10
der geleisteten Hubarbeit ist.
Naja, eine Kraft kann niemals 1/10 einer Arbeit sein.
Grüße,
Moritz
Hallo,
ja, die Angaben sind Höhenmeter. Bez. Kraft-Arbeit kann man, lt. Physikprofessor meines Sohnes, sehr wohl einen Bezug herstellen.
Gruß biopeso
Bez. Kraft-Arbeit kann man,
lt. Physikprofessor meines Sohnes, sehr wohl einen Bezug
herstellen.
Natürlich kann man das. Um von der Kraft zur Arbeit zu kommen, muss man sie nur über den Weg integrieren. Trotzdem kann die Kraft niemals Bruchteil einer Arbeit sein. Wenn der „Physikprofessor“ Deines Sohnes das nicht glaubt, soll er mal einen Blick auf die Einheiten werfen.
Hallo biopeso,
entweder hast du den Aufgabentext durch die Verkürzung verfälscht oder er war bereits im Original nicht korrekt formuliert.
Die Zugkraft kann nicht 1/10 der geleisteten Arbeit sein, weil diese beiden physikalischen Größen unterschiedliche Einheiten haben
(F in kg x m/s2 und W in kg x m2/s2).
Ich vermute, es ist vielmehr gemeint, dass die Zugkraft in Newton 1/10 des absoluten Betrages der geleisteten Hubarbeit ist.
Aber mir ist nicht klar, warum ich zur Lösung der Aufgabe diese Angabe überhaupt benötige?
Es geht doch um die Höhenveränderung einer Masse. Die geleistete Arbeit ist doch die gleiche (unter Vernachlässigung der Reibung), egal ob ich die Masse senkrecht anhebe (Hub) oder über eine schiefe Ebene dorthin bringe. Nur der Kraftaufwand ist ein anderer.
Die Arbeit würde ich also folgendermaßen berechnen:
W = m x g x h = 2500kg x 9,81m/s2 x 400m = 9810000kg x m2/s2
W = 9810 kJ
Bin kein Physiker!
Gruß
Pontius_
Hallo,
ja, die Angaben sind Höhenmeter. Bez. Kraft-Arbeit kann man,
lt. Physikprofessor meines Sohnes, sehr wohl einen Bezug
herstellen.
Die Aufgabenstellung ist etwas rätselhaft.
Da aber die schräge Fahrstrecke (3000m) und der Höhenunterschied (400m) angegeben sind, kann man den Steigungswinkel mit 7,66° ausrechnen.
Die Hangabtriebskraft bei diesem Winkel und dem Gewicht von 2500 kp beträgt 333 kp. Diese Hangabtriebskraft multipliziert mit der Fahrstrecke ergibt ca. 10^6 kpm.
Das entspricht der Hubarbeit 2500 kp*400m = 10^6 kpm.
Den Bezug (10% Zugkraft als Maß für die geleistete Arbeit) kann ich leider nicht herstellen.
Achtung: Alte Dimensionen!
Gruß:
Manni