Eine schwere Physik Aufgabe über schnelle Autos?

"Walking in a winter wonderland" dichtete Richard B. Smith vor fast 90 Jahren. Tja, was nicht überliefert wurde war der vollständige Titel "Doing Experimentalphysics 1 exercices at home, while everyone else's walking in a winter wonderland". Naja gut, dann wollen wir mal wieder

Aufgabe

Ein Auto der Masse m = 1,2 t habe einen Motor mit 100 PS.

a) Welche physikalische Größe beschreibt die Angabe 100 PS? Welche EInheit und welchen Wert hat diese in SI-Einheiten?

b) Wie viele Sekunden t benötigt dieses Auto um die Geschwindigkeit von 0 km/h auf 100 km/h zu steigern? Wir gehen der Einfachheit von einer Beschleunigung mit konstantr Leistung aus, d.h. während der kompletten Beschleunigungsphse t laufe der Motor mit der maximalen Leistung. Wie hoch ist die mittlere Beschleunigung a ?

c) Welche Höchstgeschwindigkeit kann das Auto erreichen? Bei hohen Geschwindigkeiten ist die Luftreibung die dominierende Reibungskraft, deswegen gehen wir hier davon aus, dass diese die einzige Reibungskraft sei. Der Querschnitt sei A = 2;5m², der cw = 0;25 und die Luftdichte p = 1,2 kg/m³ .

d) Wie viel PS müsste das Auto besitzen, um eine doppelt so hohe Höchstgeschwindigkeit zu besitzen?

e) Eine Beschleunigung mit konstanter Motorleistung wie in Teilaufgabe b) ist in der Praxis nicht machbar. Aber auch theoretisch bringt dies einige Probleme mit sich: Wie verläuft die zeitliche Entwicklung der Geschwindigkeit v(t) und der Beschleunigung a(t) während der Beschleunigungsphase mit konstanter Leistung (ohne Reibung)? Wo könnte hier das Problem liegen?

f) Eine Beschleunigung mit konstanter Kraft (genauer Drehmoment der Räder) ist eine etwas bessere Näaherung. Welche Maximalleistung müsste der Motor des Autos besitzen, um in gleicher Zeit wie in Teilaufgabe b) von 0 km/h auf 100 km/h diesmal allerdings gleichmäßig (a(t) konstant) beschleunigen? Reibungskräfte seien vernachlässigt.

Jensek81'scher Ansatz:

a) PS beschreibt Leistung.
1 PS = 735,55 Watt

=> 100 PS = 73550 Watt

b) v = v0 + a * t

Da v0 = 0 => v = a * t

v = 100 km/h => 250/9 m/s

=> a = v/t

=> t = v/a
Und hier komm ich jetzt nicht weiter, da ja v von a abhängt und t von a. Schöne Schokolade!

c) Luftreibungskraft F = 1/2 cw * A * p * v²max

=> vmax = 3. Wurzel aus (2*P/ cw * A * p)

= 3. Wurzel aus (2 * 73550 Watt / 0,25 * 2,5 * 1,2) = 57,2 m/s

d) Leistung prop zur 3. Potenz der Geschwindigkeit => 2³ = 8
8 * 73550 W = 5588400 W

=> 5588400 W / 735,5 W/PS = 800 PS

e) F = P/v => a = (P/v)/m = P/mv
Problem: Geschwindigkeit v könnte unbegrenzt wachsen => limes von a geht gegen null

f) a = delta v / t = (100 km/h - 0 km/h )/ t

Hier ist jetzt das Problem'sche daß ich t aus Aufgabe b) nicht weiß.
Im Endeffekt wär der Spaß dann
F = m* a => P = m * a * v = 1200 kg * [ delta v / t = (100 km/h - 0 km/h )/ t ] * [ a0 + a t]
Hier komm ich jetzt aber nicht weiter wegen dieser "kann a ohne t nicht lösen" und "t nicht ohne a".

Ich hoffe ihr seid jetzt nicht wegen dieser Aufgabe erfroren.
Liebe Grüße,
Marius Müller Westernhagen

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Was könnte man als Basis für ein geländegängiges Wohnmobil nehmen?

Also ich hege eigentlich schon ewig den Traum eines "zu Hause auf 4 Rädern". Bin tatsächlich erst 22 Jahre alt, aber das beschäftigt mich schon ewig. Ich bin auf der Suche nach einem geeigneten Fahrzeug als Basis für meinen Traum eine Art Eigenheim auf der Pritsche eines LKW oder so zu haben. Es soll mal kein Sprinter oder Kastenwagen sein soll wie jeder Zweite es gefühlt macht, sondern etwas geländegängiges Fahrzeug mit dem ich irgendwann die Welt bereisen kann.

Ich bin außerdem angehender Kfzler für Nutzfahrzeugtechnik, weshalb es das Ganze noch interessanter bzw. schwieriger macht ein geeignetes Fahrzeug zu finden. Es soll ja nicht sofort sein, aber ich will jetzt schon wissen was ich als Basisfahrzeug nehmen könnte um mich bestens darauf zu erkundigen.

Als Budget für das Basis Fahrzeug hab ich maximal 100.000€ eingeplant, weil ich ja auch noch ein Wohncontainer drauf packen muss der hier nicht selber mitberechnet wird und ich diesen dann selber schweißen, aufbauen und einrichten möchte.

Meine groben Anforderungen hab ich als Liste aufgeschrieben und das in Klammern ist zwar wünschenswert aber keine Pflicht. Ich hoffe dass ihr sehr gute Ideen einbringen und mir helfen könntet. Bitte genaue Fahrzeugmodelle und Variationen schreiben oder Links falls möglich.

Mit freundlichen Grüßen Noah

Ansprüche:

-wartungsarm

-geringer Spritverbrauch

-geländegängig in schwerstem Gelände

-Diesel Motor

-Automatik-Getriebe

-2-Achser

-gute Ersatzteilverfügbarkeit

(-abschaltbares ABS/ASR)

(-deutsches Fabrikat)

(-Standheizung)

-Klimaanlage

(-Seilwinde)

-übersichtlicher Innenraum

-wenn möglich mit Bluetooth Radio

-offene Pritsche

-wenn möglich etwas in der Art einer Wechselbrücke

Bisherige Ideen:

MAN KAT1

Mercedes Zetros

Mercedes Unimog (am Besten mit Doppelkabine)

Mercedes 350 GD

Wohnmobil, Fahrzeug, Fahrzeugtechnik, LKW, Nutzfahrzeuge, Unimog, Ideen gesucht
Studiengangwechsel: Was tun bis nächstes Wintersemester?

Hallo miteinander,

verzeiht schonmal den langen Text nehmt euch kurz zeit ihn durchzulesen:

ich habe letztes Jahr mein Abi gemacht mit 2,0 und wusste jetzt noch nicht genau was ich denn machen wollte, da der IT Sektor mich immer schon reizte schaute ich in diesem nach einem Studium. Da ich nicht reine Informatik machen wollte, da ich nicht nur programmieren will, endschied ich mich letztlich zu einem Elektro- und Informationstechnik-Studium.

Ich stehe jetzt von den Prüfungen und weiß das dieses Semester einfach fürn Arsch ist. Ich habe nach dem Sommerloch dann irgendwie keine richtige Motivation finden könne, was dazu geführt hat, das ich das ganze Semester lang nichts groß für das Studium gemacht habe außer halt die nötigen dinge die halt z.B. abzugeben waren etc.

Ich habe schnell gemerkt das es so nicht wirklich geht aber man hat sich irgendwie gedrückt und von Woche zu Woche gehangelt bis wir nun heute angekommen sind, dass ich vorerst beschlossen habe das E-Technik Studium früher oder später abzubrechen. Da ich mich sehr für Autos etc. interessiere gern Fahrzeugtechnik studieren würde, um dort nochmal einen guten cleanen Start in ein Studium zu bekommen ohne diese Faulheit welche ich bis jetzt an den Tag gelegt habe. Ich habe hier dabei auch direkt wesentlich mehr Anreiz, da ich eine Art ziel habe. Denn ich kann es mir gut vorstellen Prüfingenieur zu werden.

Die das eigentliche Problem ist nur das dieses Studium auch erst im Wintersemester losgeht und ich somit die Zeit bis dahin überbrücken muss.

Eine Option wäre da für mich dass ich eingeschrieben bleibe und vielleicht auch noch einmal versuche mich in dem jetzigen Studiengang aufzurappeln und vielleicht das Problem hinfällig zu machen oder eben nur die Zeit zu überbrücke. Immerhin sollten teile der Inhalte des Elektrotechnik Studium auch durchaus nützlich sein für das Fahrzeugtechnik Studium. Was meint ihr bringt es da auch wirklich was sich anzustrengen themen- und Vorteilstechnisch, wenn ich ihn am ende eh abbreche?

Die andere Option wäre halt sich nach den Prüfungen(erstes Semseter), die ich noch mitmachen will um zu gucke wie ich abschneide auch mit wenig lernen. Direkt exmatrikulieren zu lassen und dann den Sommer über bis zum Herbst jobben und bisschen Geld verdienen etc.?

Die dritte Option wäre ein "Misch-Masch" aus diesen beiden Option, da ich Bafög bekomme und dazu nun auch noch arbeiten gehen könnte könnte ich mir einen guten finanziellen Puffer anschaffen. Ich meine damit das ich in der Hochschule sozusagen mehr als "Scheinstudent" eingeschrieben bin, während ich eigentlich Arbeite als Nebentätigkeit.

Was würde ihr an meiner Stelle tun.

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Ich interessiere mich für den Studiengang Fahrzeugtechnik, habe aber vor Informatik Angst, ist das dann der falsche Studiengang?

Ich interessiere mich für Fahrzeuge aller Art, vor allem für Wohnmobile, weil ich Schreiner bin und diese auch selbst innen ausbauen kann.

Icn liebe auch Fächer wie Werkstoffkunde, Leichtbauweise, Fahrzeugkonstruktionen mit CAD. Der Fahrzeugtechniker hat natürlich auch Elektrotechnik. Was aber denke ich noch schwerer ist, ist Steuer- und Regelungstechnik und vor allem Informatik.

Vor Physik, Technischer Mechanik und Festigkeitslehre habe ich nicht so Angst. Ich bin Holztechniker und hatte diese Fächer schon, wenn auch nicht in der Tiefe.

Es ist eher Mathematik, weil ich nur FH-Reife habe und wir nur hauptsächlich Kurvendiskussion, Flächenintegrale und Vektorrechnung gemacht haben. Natürlich hat man im Studium viel mehr Mathematik. Differentialrechnungen und Integrale, Matritzenrechnungen, Numerik etc. Einige Dinge wie partielle Ableitung, Gauß-Algorithmus etc. (die nicht so schwer sind) habe ich mir selbst beigebracht. Im Studium ist natürlich alles schwerer und man muss auch Herleitungen machen. Schwingungsgleichung etc.

Was mir aber größere Sorgen bereitet ist Informatik.

Ich wollte eigentlich komplette Wohnmobilaufbauten machen und nur das Fahrgestell mit Fahrerhaus kaufen. Alles andere, oberhalb des Rahmens, Seitenwände bis zum Dach, inkl. Innenausbau und Elektronik, wollte ich selbst bauen.

Jetzt ist die Frage, wieviel Informatik benötige ich für das Studium und kann man das schaffen? Wenn ich jetzt z.B. ein Ventilator in ein Wohnmobil einbauen möchte, der automatisch bei 35 Grad Innentemperatur einschaltet und abschaltet sobald der Akku zu 50% entleert und abschaltet sobald das Fahrzeug verlassen/verriegelt ist, in welchem Semester hätte man diese Art von Aufgaben. Macht man das gleich im 1. Semester und in welchem Fach wird sowas unterrichtet? Ich hätte dann einen Temperatursensor der mit der Verriegelung und dem Ventilator gekoppelt ist.

Wieviel Informatik hat man da und ist es zu schaffen?

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