Hilfe - Physik - Bodenkraft

[schleichi]

Hallo,

bin gerade an einer Aufgabe zur Arbeit.

Betonklotz im Wasser, soll angehoben werde, welche Arbeit ist notwendig?

Irgendetwas habe ich noch nicht berücksichtigt aber was?

Folgender Ansatz:

Gesamte Arbeit = Hubarbeit im Wasser + Hubarbeit außerhalb vom Wasser

[tex]W_{G}=W_{1}+W_{2}\\
W_{1}=(F_{G}-F_{A}) \cdot h_{1}\\
W_{2}=F_{G} \cdot h_{2}[/tex]

Wer kann/möchte mir weiterhelfen? Danke.

 

[cee]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Zu vernachlässigen, wenn die höhe des Klotzes nicht gegeben ist. Falls doch: Was ist mit der Strecke, bei dem der Betonklotz nur zum Teil im Wasser ist? F_A nimmt dann stetig ab. Wieviel liegst du denn daneben mit deinem Ergebnis?

Chris...

 

[Snake-Plissken71]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Ich meine die Hubarbeit außerhalb des Wassers ist nicht relevant; entscheidend ist nur die Arbeit, die offensichtlich benötigt wird den Klotz kurz anzuheben.

 

[schleichi]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Hallo,

laut Lösung setzt sich das Ergebnis aus 3 Teilergebnissen zusammen.

W_ges = 25951 kNm

. 17422 kNm (i.O) Hubarbeit im Wasser
+ 7357 kNm (i.O) Hubarbeit außerhalb des Wassers
+ 1171 kNm (???) was könnte noch fehlen?

 

[Snake-Plissken71]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Gib mal bitte die genaue Aufgabenstellung durch; ich habe da eine Vermutung, dazu bräuchte ich allerdings die komplette Aufgabenstellung.

 

[schleichi]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Schön, dass ich vom Fachmann Unterstützung bekomme.

Aufgabe:
Ein Betonklotz (5mx3mx2m) steht auf dem Meeresgrund in 42m Tiefe.
Dichte_Beton=2,5 kg/dm³
Dichte_Wasser=1,02 kg/dm³
g=9,81m/s²



Berechne die Arbeit, die notwendig ist, um den Klotz so hoch zu heben, dass er sich 10m über dem Wasserspiegel befindet.








Wie gesagt, Teilergebnisse 1 und 2 kann ich nachvollziehen bzw. bestätigen.
Aber was unter dem 3. Teilergebnis stehen soll, habe ich keinen Schimmer.

Im Vorraus Danke für die Unterstützung. Ist schon schwer, so als Einzelkämpfer

 

[Snake-Plissken71]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Sorry, ich wüßte nicht woher das dritte Teilergbenis resultieren sollte; ich hatte anfangs vermutet, daß dort eine Geschwindigkeit etc. angegeben wäre, dann hättest Du nämlich die Beschleunigung mit hinzurechnen müssen, die additiv auf die das Erdschwerefeld wirkt.

Allerdings komme ich schon an das Ergebnis recht nah ran:

[tex]W_{1}=m*g*h=30000dm^{3}*2.5\frac{kg}{dm^{3}}*9.81\frac{m}{s^{2} }*52m
=38259000Nm [/tex]
[tex]W_{2}=m*g*h=30000dm^{3}*1.02\frac{kg}{dm^{3}}*9.81\frac{m}{s^{2} }*42m
=12608000Nm [/tex]
[tex]W_{erf}=W_{1}-W_{2}=25651000Nm=25651kNm[/tex]


Ich kann mir nur erklären, daß versehentlich mit einer anderen Dichte des Wassers(vermutlich zwischen 1 bis 1.01) oder mit Rundungsfehlern gerechnet wurde.

 

[schleichi]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Hallo snake,

zunächst vielen Dank für deine Unterstützung, obwohl du vermutlich selbst genug um die Ohren hast.

Verstehe ich dich also richtig, dass du auch nur die beiden potentiellen Energien berücksichtigen würdest?

Wenn ich nichts mehr von Dir höre, gehe ich davon aus, dass dies "ja" bedeudet.

cu

 

[cee]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Na die Höhe ist gegeben, damit wird man den Teil nicht vernachlässigen können, wenn er nur zum Teil eingetaucht ist, wie schon oben geschrieben. Das heisst:

1. 40m Hubarbeit im Wasser
2. 2m Hubarbeit teils eingetaucht (2m iss das Ding ja hoch)
3. 10m Hubarbeit über Wasser.

Bei 2tens nimmt die Auftriebskraft linear ab, sollte also mit Faktor 0,5 zum Auftrieb unter Wasser angenommen werden.

Zum rechnen fehlt mir im Moment die Zeit, sry.

Chris...

 

[Snake-Plissken71]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

1. 40m Hubarbeit im Wasser
2. 2m Hubarbeit teils eingetaucht (2m iss das Ding ja hoch)
3. 10m Hubarbeit über Wasser.

Bei 2tens nimmt die Auftriebskraft linear ab, sollte also mit Faktor 0,5 zum Auftrieb unter Wasser angenommen werden.

Chris...

Stimmt, jetzt wo Du es sagst. Ich wüßte im Augenblick nicht, wie ich es mathematisch greifen sollte, daß müßte funktionstechnisch erfassbar sein, ähnlich wie eine Streckenlast F=q*l. Weiß nicht, ob solch ein Niveau für die Klausur relevant wäre. Es sei denn man würde sich auf einen Mittelwert einigen. Bin da jetzt auch ein wenig ratlos.

 

[schleichi]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Hallo Jungs,

dank eurer Hilfe bin ich jetzt zumindest dahinter gekommen, wie sich der 3. Wert ergibt.

Ich würde euch glatt einen ausgeben ... :drink:

Jetzt geht es mir ein wenig besser :)

 

[Snake-Plissken71]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Konntest Du ihn auch rechnersich ermitteln?
Wenn ja würd mich jetzt selbst mal interessieren.

Sorry unter normalen Umständen würde ich mich da auch mal hinterklemmen, aber ich schreibe in 9 Tagen in Karlsruhe zwei Klausuren.

 

[cee]

AW: Hilfe - Physik - Bodenkraft

Ich dachte zuerst auch an eine Funktion, da aber F-A linear abnimmt sollte man 50% der F_a unter wasser anziehen können.

ein gstresster
Chris...