Aufgaben Arbeit und Energie

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1 Aufgaben Arbei und Energie 547. Ein Tank oll i Hilfe einer Pupe i aer gefüll werden. Der Tank ha für den Schlauch zwei Anchlüe, oben und unen. ie verhäl e ich i der durch die Pupe zu verricheen Arbei, u den Tank volländig zu füllen. a) die Arbei i für den oberen und uneren Anchlu gleich groß. b) Die Arbei i bei Füllen durch den uneren Anchlu größer. c) die Arbei i bei Füllen durch den oberen Anchlu größer Sangenkleern i Sporunerrich er verriche ehr Arbei? Berechne! Fred wieg 35 kg und kleer 5 hoch. Paul wieg 43 kg und chaff nur Ein Akroba i 70 kg Mae fäll au einer Höhe von 4 auf ein Trapolin. Da Trapolin kann al Feder i der Federkonanen 4000 N/ berache werden. Mi welcher Gechwindigkei riff der Akroba auf da Trapolin und wie wei wird diee eingedrück? 513. In eine aerkrafwerk röen au einer Höhe von 70 in der Minue 13000³ aer und reiben über eine Turbine einen Generaor an. elche elekriche Leiung kann der Generaor abgeben, wenn der Leiungverlu der ganzen Anlage 15% beräg? 78. Ein Schlien befinde ich in 0 Höhe. Schlien und Fahrer wiegen zuaen 45 kg. A Ende der Abfahr ha der Schlien eine Gechwindigkei von 10 k/h erreich. a) Berechne die beiden echanichen Energien. (4) b) Berechne den irkunggrad in Prozen! ()

2 Löungen 547. c) i richig. ird da aer durch den oberen Anchlu gepup, i die Arbei doppel o groß bei bei Pupen durch den uneren Anchlu. Die Pupe u bei Füllen durch den oberen Anchlu da geae aer in diee Höhe pupen. enn da aer durch den uneren Anchlu läuf, i zu Beginn keine Hubarbei nowendig. Er bei eigende aerpiegel erhöh ich der Druck und e wird eine ier größere Kraf nowendig, u dieen Druck zu überwinden 681. Die beiden Jungen verrichen Hubarbei, denn ie heben ihren Körper an. Die Hubarbei berechne ich i: = g h H Für Fred erhäl an: H = 35kg 9,81 5 H = 1717 J Für Paul H = 43kg 9,81 4 H = 1687 J Fred verriche ehr Arbei. Paul wieg zwar ehr, ko aber auch nich o hoch.

3 94. geg.: Löung: = 70kg ge.: v, h = 4 D = 4000 N Die Aufreffgechwindigkei berechne ich nach den Geezen de freien Fall au dieer Höhe: v = g g = Darau ergib ich: v = g v = v = 8,86 4 9,81 ODER: Poenzielle Energie wird in eiche ugewandel. E = E g h = v v = h g Bei Aufreffen ha der Akroba eine eiche Energie, die volländig in die Spannenergie de Trapolin ugewandel wird. E = E pann 1 v = D v = D = = v D ( ) 70kg 8, N = 1,17 Anwor: Der Akroba riff i einer Gechwindigkei von 8,9 / auf. Da ind 3 k/h. Da Trapolin dehn ich bei Aufreffend e Akrobaen u 1,17 nach unen.

4 513. geg.: Löung: h = 70 ge.: P V = = 60 3 η = 85% Die Leiung i ganz allgeein die verrichee Arbei je Zei. Die Arbei, die an der Turbine verriche wird, ko au der enziellen Energie, die da aer vor de Herabfallen ha. Diee enzielle Energie wird bei Fallen in eiche Energie ugewandel und dann i Generaor zu elekricher Energie geach. E g h Die Mae u noch berechne werden. 1 ³ aer ind 1000 Lier und ha eine Mae von 1000 kg kg 9, , Anwor: Durch den Verlu reduzier ich diee Leiung: 16, ,5 M Die aerkrafanlage ha eine Leiung von 16,5 M.

5 78. geg.: h = 0 = 45kg k v = 10 h ge.: E,E,η Löung: Anwor: a) Bei Sar ha der Schlien i Fahrer nur enzielle Energie: E = g h E = 45kg 9,81 0 E = 889kJ Diee wandel ich in eiche Energie und äreenergie durch Reibung u. A Ende i die eiche Energie: E = v 45kg E =,8 E = 173,6 J b) Der irkunggrad i da Verhälni der Energie a Ende und der Energie a Anfang: E η = E η = 173,6 J 889J η = 0,0 η = % Zu Beginn ha der Fahrer 8,8 kj enzielle Energie. A Ende beräg die eiche Energie 174 J. Der irkunggrad i %.

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