Aufgaben zu Energiebilanzen: Unterschied zwischen den Versionen
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:Diesel hat einen Energiegehalt von ca. 37 MegaJoule. (Siehe Wikipedia: [http://de.wikipedia.org/wiki/Heizwert Heizwert]) Der Wirkungsgrad des Dieselmotors liegt bei ca. 1/3. Das heißt 2/3 der Energie werden zur Erärmung des Motors und der Abgase verwendet. (Siehe: Wikibooks: [http://de.wikibooks.org/wiki/Motoren_aus_technischer_Sicht/_Vergleich_zwischen_dem_Otto-_und_dem_Dieselmotor Motoren aus technischer Sicht]; oder [http://www.energie-lexikon.info/wirkungsgrad.html Energie-Lexikon.info]) | :Diesel hat einen Energiegehalt von ca. 37 MegaJoule. (Siehe Wikipedia: [http://de.wikipedia.org/wiki/Heizwert Heizwert]) Der Wirkungsgrad des Dieselmotors liegt bei ca. 1/3. Das heißt 2/3 der Energie werden zur Erärmung des Motors und der Abgase verwendet. (Siehe: Wikibooks: [http://de.wikibooks.org/wiki/Motoren_aus_technischer_Sicht/_Vergleich_zwischen_dem_Otto-_und_dem_Dieselmotor Motoren aus technischer Sicht]; oder [http://www.energie-lexikon.info/wirkungsgrad.html Energie-Lexikon.info]) | ||
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| + | Max fällt beim Vorsteigen ins Seil. Der nächste Haken ist drei Meter unter ihm. | ||
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| + | *Wie schnell ist Max, wenn er ins Seil fällt? (und Erika?) | ||
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| + | ===Beim Radfahren: Unterführung oder Brücke?=== | ||
| + | An der Dreisam kann sich Elisabeth an einigen Brücken entscheiden, ob sie unter der Brücke hindurchfähren will oder oben entlang. | ||
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| + | Welche Vor- oder Nachteile haben die beiden Möglichkeiten eigentlich? Interessant wäre auf welchem Weg sie schneller ist und auf welchem Weg sie weniger Energie benötigt. | ||
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| + | :Wie ist dann der Geschwindigkeitsverlauf, wenn sie oben oder unten fährt? Auf welchem Weg ist sie daher schneller? | ||
| + | :Berechne Elisabeths Geschwindigkeit unter oder auf der Brücke. | ||
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| + | *In einer zweiten Betrachtung tritt sie gerade soviel in die Pedale, dass die Reibung ausgeglichen wird. Die Reibung, also auch der Energie"verlust" ist bei größeren Geschwindigkeiten auch größer. | ||
| + | :Welcher Weg ist für Elisabeth energetisch günstiger? | ||
Version vom 22. Mai 2011, 22:22 Uhr
Ein LKW im Stadtverkehr
Ein voll beladenener 42-Tonner hält bei seiner Fahrt durch die Stadt an fünf roten Ampeln und beschleunigt jedesmal wieder auf 50 km/h.
- Wieviel Energie benötigt er nur für die Beschleunigungen? (Wo geht die Energie beim Bremsen hin?)
- Wieviel Diesel benötigt er wohl dazu?
- Diesel hat einen Energiegehalt von ca. 37 MegaJoule. (Siehe Wikipedia: Heizwert) Der Wirkungsgrad des Dieselmotors liegt bei ca. 1/3. Das heißt 2/3 der Energie werden zur Erärmung des Motors und der Abgase verwendet. (Siehe: Wikibooks: Motoren aus technischer Sicht; oder Energie-Lexikon.info)
Beim Klettern
Max fällt beim Vorsteigen ins Seil. Der nächste Haken ist drei Meter unter ihm.
- Wieviel Energie muss das Seil durch Dehnung und Reibung aufnehmen, wenn Max eine Masse von 80 kg hat? (und bei seiner Tochter Erika mit nur 40 kg?)
- Wie schnell ist Max, wenn er ins Seil fällt? (und Erika?)
Beim Radfahren: Unterführung oder Brücke?
An der Dreisam kann sich Elisabeth an einigen Brücken entscheiden, ob sie unter der Brücke hindurchfähren will oder oben entlang.
Welche Vor- oder Nachteile haben die beiden Möglichkeiten eigentlich? Interessant wäre auf welchem Weg sie schneller ist und auf welchem Weg sie weniger Energie benötigt.
Als Rechenbeispiel zur Abschätzung kann man annehmen, dass der Weg oben entlang einen Meter höher liegt und der Weg unten einen Meter tiefer. Elisabeth wiegt mit ihrem Rad zusammen 90 kg fährt mit 18 km/h auf die Brücke zu.
- Zunächst nehmen wir der Einfachheit halber an, dass die Reibung an Luft und Boden keine große Rolle spielt und Elisabeth unter oder auf der Brücke nur noch rollt ohne zu Treten.
- Wie ist dann der Geschwindigkeitsverlauf, wenn sie oben oder unten fährt? Auf welchem Weg ist sie daher schneller?
- Berechne Elisabeths Geschwindigkeit unter oder auf der Brücke.
- In einer zweiten Betrachtung tritt sie gerade soviel in die Pedale, dass die Reibung ausgeglichen wird. Die Reibung, also auch der Energie"verlust" ist bei größeren Geschwindigkeiten auch größer.
- Welcher Weg ist für Elisabeth energetisch günstiger?
