Die Bremsung durch Induktion - Wirbelstrombremse eines ICE3 physik Aufgabe.

Question

Aufgabe:

Der ICE3 fährt mit 230 km/h und hat eine Masse von 435t. Die maximale Bremsleistung beträgt 8200 kw/h.

a.) Berechne die Bremszeit und den Bremsweg.

b.) Beschreiben sie den Weg, auf dem die Energie des ICE beim Bremsen abfließt. Berechnen sie die Energie, die im Mittel an einen Meter schiene abgegeben wird.

c.) Bewerten sie den Einsatz der Wirbelstrombremse im Vergleich zur Motorbremse und Scheibenbremse.

Problem/Ansatz:

Mein Problem ist, generell zu wissen, welche Formeln ich hier brauche. Wir haben das Thema grade begonnen und ich wüsste gerne welche Anfangsformel man bei a.) benötigt.

Bei b.) verstehe ich schon die ganze Frage überhuapt nicht.

c.) Denke ich jeztz mal, dass die Wirbelbremse zuverlässiger ist, solange Strom für den E-magneten vorhanden ist, ansonsten sind die andren besser. Zudem ist der Verschleiß garnicht vorhanden was ein großer Vorteil ist. Nachteil jedoch ist die abhängigkeit vom Strom und dass der ICE niemals ganz zum stehen kommen kann. Dazu benötigt er noch weitere Bremsmöglichkeiten.

Danke schonmal im Voraus;)

Lg

Comments

könntest du die Aufgabe abfotografieren und teilen?

Da gibt es einige Unstimmigkeiten:

1. Die Einheit für Leistung ist kW, nicht kw/h

2. An die Schienen wird keine Energie abgegeben, das wäre nur der Fall, wenn die Räder blockieren würden. Bei Scheibenbremsen und Wirbelstrombremsen wird die kinetische Energie in Wärme umgewandelt. Motorbremse kann man so verstehen, dass der Motor als Generator wirkt und und elektrische Energie erzeugt, die wieder in das Stromnetz eingespeist wird.

Zu den Formeln:

mit P=F·v kann man hier nur für konstante Geschwindigkeit rechen. Sonst würde die Beschleunigung a bei kleinen Geschwindigkeiten immer größer (F=m·a)

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Ja es ist kW habe mich verschrieben.

Answer 1

nehmen wir an, die max. Bremsleistung gilt für 230 km/h, dann nimmt sie kontinuierlich mit sinkender Geschwindigkeit ab. Aus P=F·v und F=m·a ergibt sich a=0,295 m/s². Mit den entsprechenden Formeln läßt sich dann Zeit und Strecke berechnen.

Zu den Bremsen:

Die Scheibenbremse arbeitet allen bei Geschwindigkeiten aber mit Verschleiß, sie wandelt in Wärme um.

Die Motorbremse, als Generator genutzt, wandelt in elektrische Energie um.

Die Wirbelstrombremse ist verschleißfrei, die Bremskraft ist aber bei kleinen Geschwindigkeiten gering, beim ICE3 wird sie unter 50 km/h abgeschaltet. Auch die Wirbelstrombremse wandelt in Wärme um. Beim ICE3 arbeitet die Wirbelstrombremse mit Magnete am Fahrzeug auf der einen Seite und der Schiene auf der anderen Seite. Deswegen wird die kinetische Energie in Wärmeenergie in den Schienen umgewandelt. Siehe auch: https://de.wikipedia.org/wiki/Wirbelstrombremse#Schienenfahrzeuge

Answer 2

Hallo

1, die Energie , die durch das Bremsen abgeführt werden muss ist di kinetische Energie des Zuges, also rechne die aus, (vorher km/h in m/s umrechnen und dann W/t=Leistung daraus die Zeit.

dann v=v0-a*t=0 wenn a konstant ist  daraus a, allerdings ist wohl a nicht konstant,

deshalb ist das Uni oder Schule?

Gruß lul

Comments

Das ist eine Aufgabe aus der 12. Klasse.

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Dann darfst du wohl mit konstantem a rechnen.