Leistung eines 50 cm^3-Motors

Question

Aufgabe:

Ich habe mir kürzlich einen Motorroller angeschafft, welcher schlappe 50 cm^3 Hubraum hat, also lediglich 1/20 Liter Hubraum.

1 Liter sind (10 cm)^3 = 1000 cm^3

Wie schafft es dieser Winzling, sich selbst und den Fahrer (insgesamt ca. 78 kg + 80 kg = 158 kg) mit 45 km/h zu bewegen?

Comments

Nunja, die Leistung habe ich mal ergooglet. Die ist wohl etwa 2,66 kW.

Damit kann man ja nun ein wenig Jonglieren. Es ist ja W=F*s.

Wenn man für F=m*a einbringt, kann man sehr idealistisch (ohne Reibung/Luftwiderstand etc) ein bisschen mit den Zahlen herumexperimentieren ;). Es bewegt sich alles im Rahmen...

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Danke schon mal - vielleicht sollte ich auch öfters Google nutzen, um meine Physik-Kenntnisse ein wenig aufzufrischen :-)

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Wie man eine Maximalgeschwindigkeit (45-60 km/h schätze ich) einbringt, weiß ich allerdings gerade auch nicht :P. In jedem Falle darf hier der Luftwiderstand nicht mehr so einfach vernachlässigt werden :/.

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Ich hatte früher auch mal einen 50er Roller. Momentan habe ich einen 125er Roller. Was mich wundert ist, warum verbraucht der 125er bei gleicher Fahrweise deutlich mehr. Ist das auf den Gewichtsunterschied zurückzuführen oder ist der Wirkungsgrad größerer Motoren immer schlechter?

Das ein Auto mehr verbraucht kann ich auf das Gewicht und den Luftwiderstand zurückführen. Aber der 50er und der 125er haben in etwa gleiche Bauform und etwa gleiches Gewicht.

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@Unknown:

Ich bin obenrum recht schlank :-D

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Hat heute einer die Naturwundersendung gesehen. 10 bar Wasserdruck langen aus um einen Menschen 10m hoch zu befördern. Das fand ich doch sehr erstaunlich.

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@Mathecoach:
Das ist in der Tat merkwürdig - ich kann mich nur daran erinnern, dass ein Fahrlehrer mir einmal sagte, dass das Verhältnis Spritverbrauch/beförderte Masse bei einem Roller deutlich schlechter sei als z.B. bei einem LKW - aber wie schon angedeutet: Physik ist nicht wirklich mein Ding :-)

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Nicht, dass ich mich mit Motorrädern auskenne :P.

Aber 125er sind ja ganz anders ausgestattet, was die Leistung angeht. Mehr Leistung haben und nutzen kostet natürlich auch mehr Kraftstoff^^.

 

@Brucybabe: Ich bin obenrum recht schlank :-D

Aber breit genug um einen Widerstand zu bilden :D?!

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Ich wusste übrigens gar nicht, dass das heute cm^3 heißt Oo. Zu meiner Zeit war das noch ccm.

Oder hast Du uns das ins Mathematische übersetzt @Brucybabe?^^

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@Unknown:

Naja, einen Widerstand bilde ich dann doch wohl :-)

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ccm ist in der Tat die gebräuchliche Einheit, aber ich habe mich zu einer Übersetzung ins Mathematische hinreißen lassen - manchmal kenne ich mich selbst nicht :-D

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Das ccm stammt ja sicher aus einer Zeit als man Produktbeschreibungen noch mit der Schreibmaschine getippt hat. und ein cm³ war dort fast unmöglich zu tippen.

Ich denke im heutigen Zeitalter ist es durchaus legitim diese veraltete wenn auch gebräuchliche Einheit durch cm³ zu übersetzen :) Gerade weil sicher heute mehr Leute wissen was cm³ bedeutet als ccm.

Gemeint ist ja das gleiche.

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Aber 125er sind ja ganz anders ausgestattet, was die Leistung angeht. Mehr Leistung haben und nutzen kostet natürlich auch mehr Kraftstoff^^.

Zugegeben haben 125er etwas mehr Leistung. Fälschlicher weise war ich aber eigentlich davon ausgegangen das wenn ich mit zwei Motoren konstant 45 fahre und beide Maschinen das gleiche Gewicht und Windwiderstand haben das die dann auch ungefähr das gleiche verbrauchen müssten.

Also quasi Energieerhaltungssatz :-)

Irgendwie habe ich da aber einen Fehler gemacht. Bedeutet irgendwie muss eine 125er bei 45 km/h einen schlechteren Wirkungsgrad haben als eine 50er. 

Aber auch wenn ich nun 3 liter statt 2,2 liter auf 100 km  verbrauche ist das natürlich immer noch gut. Hatte mich halt nur irgendwie technisch gewundert.

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"ccm" erinnert mich immer an die Autokarten, mit denen wir als Kinder in der Hofpause gespielt haben (sog. "Auto Quartett"). Da wurde Karte um Karte bzw. Auto um Auto gestochen, wer hat die meisten PS, wer hat die beste Geschwindigkeit und wer die beste ccm-Angabe... ich glaube aber, damals wusste keiner von uns, was das ccm eigentlich bedeutet.

Spaß gemacht hat es trotzdem ;o)

Answer 1

Antwort mit KI erzeugt

Leistung eines 50 cm\(^3\)-Motors

Die Fähigkeit eines Motors, sich selbst und einen Fahrer mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu bewegen, hängt von mehreren Faktoren ab, nicht nur von seinem Hubraum. Hubraum ist ein Maß für das Volumen, das die Kolben des Motors bei einer Umdrehung verschieben. Obwohl ein größerer Hubraum im Allgemeinen mehr Leistung ermöglicht, gibt es weitere wichtige Faktoren, die die Leistung und Effizienz eines Motors beeinflussen. Einige dieser Faktoren sind:

- Kraftstoff-Luft-Gemisch: Ein optimal abgestimmtes Kraftstoff-Luft-Gemisch kann die Effizienz eines Motors bedeutend erhöhen.
- Verbrennungseffizienz: Moderne Motoren nutzen fortschrittliche Technologie zur Verbesserung der Verbrennung, wodurch mehr Energie aus dem gleichen Volumen Kraftstoff gewonnen wird.
- Gewicht zum Leistungsverhältnis: Leichtere Fahrzeuge benötigen weniger Energie, um sich zu bewegen. Die Materialien und das Design des Roller spielen also eine wichtige Rolle.
- Aerodynamik: Weniger Luftwiderstand bedeutet, dass der Motor weniger Arbeit verrichten muss, um das Fahrzeug auf einer bestimmten Geschwindigkeit zu halten.
- Übertragungseffizienz: Die Effizienz, mit der die Kraft vom Motor auf die Räder übertragen wird, hat ebenfalls einen großen Einfluss auf die Leistung.

Ein 50 cm\(^3\)-Motor ist zwar klein, aber mit moderner Technologie und effizientem Design kann er durchaus genügend Leistung erzeugen, um ein Gesamtgewicht von 158 kg (Fahrer plus Roller) mit einer Geschwindigkeit von bis zu 45 km/h zu bewegen. Die tatsächliche Leistung (gemessen in Kilowatt oder Pferdestärken) hängt von der Konstruktion des Motors und den oben genannten Faktoren ab.

Zur Veranschaulichung der Bewegungskraft kann man die kinetische Energie betrachten, die erforderlich ist, um die Masse von 158 kg auf 45 km/h zu beschleunigen. Die kinetische Energie (\(E_k\)) wird mit der Formel \(E_k = \frac{1}{2} m v^2\) berechnet, wobei \(m\) die Masse und \(v\) die Geschwindigkeit ist. Die Geschwindigkeit (45 km/h) muss in Meter pro Sekunde umgerechnet werden (\(v = 45 \, \text{km/h} \times \frac{1000 \, \text{m}}{3600 \, \text{s}} = 12.5 \, \text{m/s}\)).

\(E_k = \frac{1}{2} \times 158 \, \text{kg} \times (12.5 \, \text{m/s})^2\)

\(E_k = \frac{1}{2} \times 158 \, \text{kg} \times 156.25 \, \text{m}^2/\text{s}^2\)

\(E_k = 12343.75 \, \text{kg} \cdot \text{m}^2/\text{s}^2\)

\(E_k = 12343.75 \, \text{Joule}\)

Diese kinetische Energie zeigt, wie viel Arbeit der Motor verrichten muss, um die Geschwindigkeit zu erreichen. Natürlich erfolgt die Beschleunigung über einige Sekunden oder Minuten, was die tatsächliche Leistung (Arbeit pro Zeit) beeinflusst. Es ist wichtig zu beachten, dass die Leistung eines Motors nicht allein von seiner Größe abhängt, sondern von einem komplexen Zusammenspiel verschiedener Faktoren.