Auto fährt Berg auf (Mechanik)

Question

Hallo!

Ich habe gerade Schwierigkeiten einige ganz simple Zusammenhänge zu erkennen.

Ich hoffe ihr könnt das absegnen.

Korrekturen, Ergänzungen wären toll!

Ich habe hier verschiedene Fälle. (alle mit Reibung, Massenträgheit)

1. Ein Auto fährt auf EBENER Strecke mit KONSTANTER Geschwindigkeit, bedeutet:

- KONSTANTE Motor-Antriebskraft

- KONSTANTE Motor-Leistung

- LINEAR-ZUNEHMENDE Motor-Arbeit

2. Ein Auto fährt auf EBENER Strecke mit KONSTANTER Beschleunigung, bedeutet:

- KONSTANTE Motor-Antriebskraft

- LINEAR-ZUNEHMENDE Motor-Leistung

- QUADRATISCH-ZUNEHMENDE Motor-Arbeit

3. Ein Auto fährt einen STEILHANG mit KONSTANTER Geschwindigkeit hinauf, bedeutet:

- KONSTANTE Motor-Antriebskraft

- KONSTANTE Motor-Leistung

- LINEAR-ZUNEHMENDE Motor-Arbeit

4. Ein Auto fährt einen STEILHANG mit KONSTANTER Beschleunigung hinauf, bedeutet:

- KONSTANTE Motor-Antriebskraft

- LINEAR-ZUNEHMENDE Motor-Leistung

- QUADRATISCH-ZUNEHMENDE Motor-Arbeit

Comments

Ich glaube, das letzte stimmt nicht ganz

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Hat keiner eine Ahnung? Man kann ja auch darüber diskutieren! :)

Answer 1

1. Ein Auto fährt auf EBENER Strecke mit KONSTANTER Geschwindigkeit, bedeutet:

- KONSTANTE Motor-Antriebskraft

- KONSTANTE Motor-Leistung

- LINEAR-ZUNEHMENDE Motor-Arbeit 

Unter idealen Bedingungen behält ein einmal bewegter Körper
seine Geschwindigkeit bei ( Newton )
Die Kraft des Motors wird also genutzt um
-  die Reibungskräfte auszugleichen
da Arbeit = F * s ist
und Leistung = Arbeit pro Zeit = Kraft * s / t = Kraft * v
Kraft = konst
v = konst  => Leistung ist konst

2. Ein Auto fährt auf EBENER Strecke mit KONSTANTER Beschleunigung, bedeutet:

- KONSTANTE Motor-Antriebskraft

- LINEAR-ZUNEHMENDE Motor-Leistung

- QUADRATISCH-ZUNEHMENDE Motor-Arbeit

Ein Teil der Motorkraft wird für 1.)  gebraucht
ein weiterer Teil fürs Beschleunigen
F = m * a
m = konstant
a = konstant  => F = Konstant

3. Ein Auto fährt einen STEILHANG mit KONSTANTER Geschwindigkeit hinauf, bedeutet:

- KONSTANTE Motor-Antriebskraft 

- KONSTANTE Motor-Leistung

- LINEAR-ZUNEHMENDE Motor-Arbeit

Aus der eigenen Erfahrung mit dem Bergauffahren mit einem Auto weiß
ich das die Motorkraft konstant gehalten werden muß.
Voraussetzung : der Anstieg des Berg es ist auch konstant.

Physikalisch : auf einer schiefen Ebene entsteht eine Hangabtriebskraft
sin ( a ) = F(H) / Gewicht
F(H) = sin ( a ) * Gewicht
a = konst
Gewicht = konst => F(H) ist konst
Die Motorkraft muß also die Reibung und die Hangabtriebskraft
kompensieren und somit auch konstant sein.

4. Ein Auto fährt einen STEILHANG mit KONSTANTER Beschleunigung hinauf, bedeutet:

- KONSTANTE Motor-Antriebskraft

- LINEAR-ZUNEHMENDE Motor-Leistung

- QUADRATISCH-ZUNEHMENDE Motor-Arbeit

Weiß ich nicht so genau. Es kann debattiert werden.

Aus Erfahrung weiß ich : eine bestimmte Gaspedalstellung bedeutet
eine bestimmte konsntante Geschwindigkeit.
Will ich konstant beschleunigen muß ich die Motorkraft erhöhen
und immer mehr Gas geben.

Comments

Hoppla, verlesen. Recht hast du.

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Hallo! Danke!

zu 3. du hast geschrieben a=const.,  das stimmt, aber a=0?

Wir fahren ja mit v=const.

Die Hang abtriebskraft kommt durch a=g, falls du das meinst

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Ich würde in dem letzten Fall genau das sagen, was du schon bei bei 2. gesagt hast.

"Ein Teil der Motorkraft wird für 1.)  gebraucht 
ein weiterer Teil fürs Beschleunigen "

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Der Nachtrag wurde vor deinen Kommentaren geschrieben
erscheint aber erst jetzt.
Nachtrag zu 2.)
In der Praxis : Autobahnfahrt
Die zunächst überschüssige Kraft des Motors
wird in Beschleunigung umgewandelt bis sich
dann wieder ein Gleichgewicht mit den nunmehr
erhöhten Werten für die Reibungswiderstände
- innere Reibung Auto, Rollwiderstand, Luftwiderstand
einstellt.

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3.) war so gemeint :
Mit a war bei dieser Antwort der Winkel alpha gemeint.
Also eindeutiger
F ( H ) = sin ( alpha ) * g * m

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Ich muss dazu sagen, dass alles in abhängigkeit von der Zeit sein soll!

Tut mir leid, wenn ich das nicht erwähnt habe!
Ich meine F(t), P(t), W(t).

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In deinem letzten Kommentar stimmt leider fast alles nicht.

F von t : was soll das denn sein ?
F als Funktion der Zeit.
Die Antwort war doch : die Motorkraft ist konstant und ist die
Gegenkraft zur Reibungskraft.
F ( t ) = const. ( t spielt keine Rolle ).

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Was stimmt nicht?

Ich meine mit meinem gesamten 1. Beitrag Funktionskurven in Abhängigkeit von der Zeit t.

Angenommen ich müsste parallel zum s-v-a-Diagramm (Kinematik des Autos) ein W-P-F-Diagramm (Kinetik des Motors) skizzieren, also alles Funktionen s(t), v(t), a(t), W(t), P(t), F(t).

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In deiner Anfangsfrage stand nichts von Diagrammen
zeichnen.

Hier einmal die Graphen für den Fall 1

s = v * t
v = const
a = 0
F = const
P = const
W = P * t

Bin bin Fragen gern weiter behilflcih.
Ich schaue auch gern deine Diagramme nach.

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Ja, habe ich auch so, danke!

Ich würde sagen, dass es auch so für den 3. Fall ist!

Ja?

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Das sehe ich auch so.

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Und 2 und 4 sollten auch gleich sein!?

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Fall 2 würde für die idealfall : die Beschleunigung
a = konstant und geht bis ins Unendliche weiter.
Jeder Autofahrer weiß das dem nicht so ist.
Ich schrieb :
Die zunächst überschüssige Kraft des Motors
wird in Beschleunigung umgewandelt bis sich
dann wieder ein Gleichgewicht mit den nunmehr
erhöhten Werten für die Reibungswiderstände
- innere Reibung Auto, Rollwiderstand, Luftwiderstand
einstellt. 

Die Fahrt wird also mit höherer Geschwindigkeit fortgesetzt.

Fall 2 und 4 dürften bis auf die Hangabtriebskraft identisch sein.

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Hallo! Danke!

Alle Reibungskräfte bleiben immer konstant und erhöhen sich nicht mit zunehmender Geschwindigkeit.

Nur die Luftwiderstandskraft nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit zu.

Die Beschleunigung nimmt also nur ab, wenn der Luftwiderstand zunimmt. Und das tut er mit zunehmender Geschwindigkeit. Deine Beschleunigung nimmt deshalb im Diagramm ab.

In meinem Fall gibt es keine Luftwiderstandskraft.