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Leistung
– Übungsaufgaben 1. Übungsaufgabe (mittel) Ein
Radfahrer fährt zunächst auf einer ebenen Straße. Er benötigt dafür eine Leistung
von 60 W. Als die Straße ansteigt, muss er eine Gesamtleistung von 140 W
aufbringen. Für den Aufstieg benötigt der Radfahrer
eine Stunde. Die Masse von Rad und Fahrer beträgt 96 kg. a.) Welchen
Höhenunterschied hat der Radfahrer zurückgelegt? b.) Wie
groß sind die Reibungskräfte, wenn der Radfahrer auf ebener Strecke 18
km/h fahren kann? Lösung: gegeben: m = 96 kg, t = 1 h = 3600 s, P(Ebene) = 60 W, P(Hang)=140 W v = 18 km/h = 5 m/s gesucht: h bzw. F Für die verrichtete Arbeit am Hang ist es nur wichtig, welche Höhe zurückgelegt worden ist (s. Goldene Regel der Mechanik). Die verrichtete Arbeit ist also Hubarbeit. Diese Hubarbeit kann man über die allgemeine Formel „m ∙ g ∙ h“ oder über die Leistung mit „P ∙ t“ bestimmen. Man beachte, dass für die Zurücklegung der Höhe nur 80 W benötigt werden. Die 60 W ergeben sich aus der Überwindung von Reibungskräften. zu a.)
zu b.) Vorbild ist die 3. Beispielaufgabe aus dem Kapitel „Leistung“
Link: hier
werden die Reibungskräfte beim Radfahren genauer betrachtet |
