Ich bin Hermann Metz. Als Maschinenbau-Ingenieur (FH) arbeitete ich von 1977 bis 2005 als Fachlehrer an der Gewerbeschule Breisach, wo ich alle gängigen Fächer der Land- und Baumaschinentechnik und der Kraftfahrzeugtechnik unterrichtete. Dabei hatte ich mit Fach- und Meisterschülern zu tun.
Aus meiner Lehrerfahrung habe ich hier Vorlagen für den Technikunterricht zusammengestellt. Sie finden darin methodische und didaktische Anregungen, Folien, Arbeitsblätter usw.Mechanische Leistung (2)
Wir lösen verschiedene Aufgabenvarianten aus dem Themenkreis »Mechanische Leistung«.
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Eingetragen am 23.03.2009, 12:41 Uhr in Technische Mathematik | Geschwindigkeit | Kräfte | Reibung | Wirkungsgrad |
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Aufgaben zu »Mechanische Leistung«
1. An einer Steigung muss ein Fahrradfahrer einen Widerstand von 100 N überwinden. Er fährt mit einer mittleren Geschwindigkeit von 8 km/h. Welche Leistung erbringt er? (Vorsicht: v muss in m/s eingesetzt werden).
2. Beim Radfahren entstehen mechanische Verluste durch fehlerhafte Sitzposition, fehlenden »runden Tritt«, Lager- und Kettenreibung usw.
Im Test ermittelt ein Radfahrer seine am Rad abgegebene Leistung mit 135 Watt. Beim Fahren mit 30 km/h überwindet er einen durchschnittlichen Fahrwiderstand von 24 N.
Berechnen Sie seinen Wirkungsgrad.
3. Ein Kran zieht einen 400 kg schweren Betonkübel ( = 4 000 N) innerhalb von 25 Sekunden auf 12,5 m Höhe. Welche Leistung muss der Hubmotor erbringen, wenn der mechanische Wirkungsgrad im Hubsystem mit 71% angesetzt wird?
4. Eine Lamellenbremse bremst bei 1 000 Umdrehungen pro Minute (= 1/min) eine Wellenleistung von 15 000 Watt ab. Welches Drehmoment (= Bremsmoment) entsteht an den Lamellen?
5. Gegeben ist der Drehmomentverlauf eines Dieselmotors. Konstruieren Sie nach der Formel P = M • n : 9550 die Leistungskurve und zeichnen Sie sie. In der Tabelle unten sollen die zuvor berechneten Zahlen eingetragen werden - das erleichtert das Zeichnen.
Lösung Aufgabe 1
P = F • v (v = 8 km/h = 8 km/h : 3,6 = 2,22 m/s)
P = 100 N • 2,22 m/s = 222 Nm/s = 222 W
P = 222 W
Lösung Aufgabe 2
Pab = 135 W = 135 Nm/s
Pzu = F • v = 24 • 30 : 3,6 = 200 Nm/s = 200 W (3,6 ist die Umrechnungszahl von km/h in m/s)
η = Pab : Pzu = 135 W : 200 W =
η = 0,675
Lösung Aufgabe 3
Pab = F • s : t = 4 000 N • 12,5 m : 25 s = 2 000 Nm/s = 2 kW
Pzu = Pab : η = 2 kW : 0,71
Pzu = 2,82 kW
Lösung Aufgabe 4
(Achtung: Zahlenwertgleichung mit P in kW!)
M = P • 9550 : n = 15 • 9550 : 1000 =
M = 143,25 Nm
Lösung Aufgabe 5
Näheres zu Formeln umstellen hier
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Eingetragen am 23.03.2009, 12:41 Uhr in Technische Mathematik | Geschwindigkeit | Kräfte | Reibung | Wirkungsgrad |
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6 Kommentare von Lehrerfreund/innen
Schöne Web-Seite!
Hier fiel mir auf, dass die Lösung zu Aufgabe 2 nicht zu den Zahlen des Aufgabentextes passt 
Hallo Thomas,
es ist immer gut, wenn es Argusaugen gibt. Vielen Dank; das Problem ist gelöst.
Gruß
tec.LEHRERFREUND
Gute Webseite !
Bei Augabe 3) muß der Betonkübel eine Masse von 4000kg haben,damit die Umrechnung von kg in Newton stimmt bzw. der Wert in Newton muß um eine Komma-stelle reduziert werden.
Vielen Dank. Das ist richtig: Da hat sich eine Null zuviel verklemmt. Wird richtiggestellt.
Gruß
tec.lehrerfreund
Muss bei Aufgabe 2 nicht die Leistung die der Radfahrer am Pedal erbringen kann eher größer sein, als die Leistung die er dann wirklich fahren kann?
Hallo bla,
das ist richtig. Pedal muss durch Rad ersetzt werden. Vielen Dank.
Mit den besten Grüßen
tec.LEHRERFREUND
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