Auftriebsleistung errechnen (Watt)

Wissenschaft Physik
#1

Hallo

Für allgemeine Hubarbeit gilt ja: WHUB = Masse mal Höhe mal Ortsfaktor.
[Masse] = Kilogramm
[Höhe] = Meter
[Ortsfaktor] = meter/sekunde²
Und für die Leistung in Watt wäre es ja:
P = (m mal g mal h) / t
[t] = Sekunde
Mit diesen Formeln kann man locker die benötigte Leistung eines Fahrstuhls im Vakuum berechnen. Allerdings stellen sich mir 2 weitere Fragen:

  1. Wie bringt man den Luftwiederstand eines, sagen wir mal, Fahrstuhls in diese Formeln da oben ein?
  2. Das da oben wäre ja nur die zu erbringende Leistungs eines Motors, der seitlich da steht und den Fahrstuhl an einem Strang hochzieht. Wie sieht es denn, formeltechnisch gesehen, aus, wenn ich z.B. die zu erbringende Leistung eines Helikopter-Motors ausrechnen will? Da müssen ja noch die Rotorflächen u. ä. irgendwie rein, kann mir jemand erklären, wie?

Ich weiß, das sind viele Fragen :smile:
Vielen Dank aber schon jetzt.
MfG
hahihu

#2

Hi,

Also einfach gesagt ist die Leistung ja über Kraft mal Weg definiert.
Deine Masse mal die Erdbeschleunigung ergeben die Gewichtskraft und die Höhe ist der Weg.
Wenn du jetzt noch den Luftwiderstand einbringen möchtest, dann musst du den Luftwiderstand (also die Kraft, die sich da ergibt) zur Gewichtskraft dazu addieren und dann mit der Höhe multiplizieren.
Ist bei einem Fahrstuhl denk ich aber weniger interessant, weil so schnell sind die dann auch wieder nicht.

Das mit deinem Rotor hab ich noch nicht ganz verstanden. Aber grundsätzlich: Es ist egal, wo die Kraft herkommt, die den Körper anhebt, es gilt immer: W = m*g*h für die Hubarbeit.
Wie genau die Kraft aufgebracht wird, ob jetzt über Rotoren auf die Luft oder über Seilzüge ist völlig egal.

lg
Merlin

#3

Hallo

Also einfach gesagt ist die Leistung ja über Kraft mal Weg
definiert.

Arbeit ist Kraft mal Weg
Leistung ist Arbeit durch Zeit

Wenn du jetzt noch den Luftwiderstand einbringen möchtest,
dann musst du den Luftwiderstand (also die Kraft, die sich da
ergibt) zur Gewichtskraft dazu addieren und dann mit der Höhe
multiplizieren.

So einfach ist das nicht, mit Luftwiderstand zu rechnen wird kompliziert. Viel einfacher ist da z.B. der Auftrieb zu berechnen. Der Luftwiderstand erhöht sich mit der Geschwindigkeit.
Man muss also ständig eine neue Geschwindigkeit(oder „Kraftverbrauch“) ausrechnen. Das funktioniert mit der Integralrechnung.
Viel einfacher ist da z.B. der Auftrieb zu berechnen.

Gruß
Florian

#4

Hey,

Da mit der Leistung hab ich mich verschrieben. Muss natürlich Arbeit heißen.
Sorry!

lg
Merlin

#5

Rückfrage: Praktisches Beispiel
Hallo

Danke erst einmal.
Mal angenommen, ich habe einen Fahrstuhl, der 1Tonne wiegt, und auf der Erde (Ortsfaktor 9,81 ungefähr) 10meter nach oben fährt. Dann wären das ja 1000KG * 9,81m/s² * 10M = 98100 Joule. Und wenn er das jetzt in einer halben Minute machen müsste, dann wären es 98100Joule / 30sek = 3270 Watt.

Mal angenommen ich habe jetzt einen Helikopter mit den oben gezeigten Werten wie beim Fahrstuhl. Die Formel bleibt also gleich und man muss gar nicht die Rotorfläche und Rotorform in die Formel miteinbringen?
Danke schon jetzt

MfG
hahihu

#6

Hallo

Der Helicopter hätte dann die selbe Energie, aber um diese Höhe zu erreichen musst du die Energie durch den Gesamtwirkungsgrad des Helicopters teilen.
Ich würde es so machen, wie viel Energie der Motor aufwenden muss um Auftrieb(mehr als g) zu erzeugen und das mit der Zeit zum Aufstieg auf 10m multiplizieren.

Gruß
Florian