Kinetische Energie Aufgabe?
Meine Aufgabe: In einer Ortschaft fährt ein Pkw der Masse 2,2t mit 50 km/h
Meine Frage: Wie soll ich durch diese Aufgabenstellung die kinetische Energie des PKWs rausfinden?
2.Frage: Ich soll die Geschwindigkeit des PKWs rausfinden bei einer kinetischen Energie von 150kJ.
3.Frage: Der Pkw fährt mit 50 km/h gegen eine Wand. Berechne die Höhe aus der der Pkw fallen müsste um dieselben Schäden davonzutragen.
4.Frage: Doppelte Aufprallgeschwindigkeit, doppelter Schaden.“ Nimm Stellung zu der Aussage
5.Frage: Nenne Sicherheitseinrichtungen zum Schutz der Insassen bei einem Aufprall. Erkläre ihre Wirkung physikalisch.
So das war alles was ich brauche. Danke im Voraus !
2 Antworten
Die Allgemeine Gleichung für die kinetische Energie in Joule lautet folgendermaßen:
Ekin=(1/2)*m*v^2
Wenn du also die Masse m hast und die Geschwindigkeit v ebenfalls, dann kannst du Problemlos die kinetische Energie des Fahrzeugs berechnen.
auch bei der 2. Frage benötigst du lediglich nur die Gleichung. Es reicht wenn du die Masse kennst, dann kannst du die Gleichung nach v umstellen und basierend auf der kinetischen Energie die Geschwindigkeit berechnen achte wie immer auf die Einheiten! Voraussetzung dafür ist, dass du mit Einheiten rechnen kannst und die Äquivalenzumformung aus der Mathematik beherrschst.
Frage 3. Wenn das Auto gegen eine Wand fährt, so wird kinetische Energie in Verformungsenergie und Wärme umgewandelt. Die Summe der Teilenergien ist = der kinetisch freiwerdenden Energie. (Energieerhaltungssatz 1. Hauptsatz der Thermodynamik). Bei der Fragestellung geht es um die potentielle und der kinetischen Energie. Beide Energien müssen gleich sein, wenn du die gleichen Schäden bei einem Fall hervorrufen möchtest. Setze die kinetische Enerige und die Potentielle Energie gleich und löse die Gleichung nach der Höhe h auf:
Ekin=Epot
(1/2)*m*v^2=m*g*h
Die Aussage aus Frage 4 ist falsch! Zwar bleiben alle anderen Faktoren in der Gleichung konstant, weshalb eine Verdoppelung eines Faktors zu einer Verdoppelung des Ergebnisses führen würde, jedoch wird die Geschwindigkeit Quadriert Das heißt die doppelte Geschwindigkeit wird nochmal Quadriert was zu einem Vielfachen Ergebnis führt nämlich 4 mal so viel. Wir haben im Funktionsverlauf nicht so etwas wie:
f(x)=X
wenn wir X verdoppeln währe auch f(x) verdoppelt aber in diesem Fall haben wir folgenden Mathematischen Zusammenhang nämlich:
f(x)=X^2
Die Verdoppelung des X wertes kann also nicht zu einer verdoppelung des Ergebnisses führen. Deshalb ist die Aussage falsch.
Ein möglicher Schutz für die Insassen des Fahrzeugs bietet der Airbag. Registriert das System innerhalb kurzer Zeit eine starke Verzögerung der Geschwindigkeit, wird eine Sprengkapsel im Lenkrad gezündet und der Luftpolster kann sich vollständig entfalten und mit Luft füllen.
Durch das Verformen des Luftpolsters kann viel Energie bei wenig Kraftaufwand aufgenommen werden und die Wirkung auf das Gesicht (Energie * Zeit) verringert sich entsprechend.
Du brauchst zwei Formeln:
E_kin = 1/2 x m x v²
E_pot = m x g x h
Viel Erfolg.