Der Facharbeitsthread: Drehmoment/Leistung

    Ich hab jetzt mal mit meiner Facharbeit in Physik angefangen. Sehr interessantes Thema dass ich mir ausgesucht habe: Drehmoment am Verbrennungsmotor.


    Da das Thema völlig unabhängig vom Unterricht ist, hab ich bisher nicht viel Ahnung (bisher) davon. Erste Aufgabe wollte ich gerade lösen und da boten sich mir schon erste Probleme:


    Berechne das Drehmoment M eines Motors mit 90Kw bei 5100U/min.


    Mein Ansatz war also Folgender:


    P=M* ω


    M=P/ ω


    Die Winkelgeschwindigkeit habe ich folgender maßen ausgerechnet:


    5100U/min=85U/s


    ω =(2 π n)/t = 534,07s^-1



    Das ganze dann bei M=P/ ω eingesetzt ergibt 168,52Nm.


    Hab ich da jetzt irgendwelche Fehler gemacht oder so? Wär nett wenn ihr mir helfen könntet.

    In der näxten Aufgabe wurde nach der Antriebskraft auf dem Hinterrad gefragt. Das Hinterrad hatte einen Radius von R=0,31 bei einer Gangübersetzung i=1 und einem Wirkungsgrad von η =0,8



    Ansatz M=F*r
    F=M/r * η


    Wie ich die Gangübersetzung da reinkriegen sollte weiß ich nicht, is aber auch ziemlich brause da sie ja 1 ist, also das Ergebnis nicht beeinflußt. Also:


    F=168,52Nm/0,31m * 0,8=434,89N

    sieht richtig aus.


    ich nehme mal an, dass das moment genau an der drehachse angreift. Die Gangübersetzung spielt bei einem wert von i=1 wirklich keine Rolle. Ansonsten müsste


    die Gleichung so aus sehen:


    F=M/(r·i) · η


    (wenn ich mich nicht irre)



    P.S. wie schreibst du eigentlich "nächste"? Soll das irgendwie cool,hip oder sonstwas sein?

    Zitat

    Original von Cepheiden P.S. wie schreibst du eigentlich "nächste"? Soll das irgendwie cool,hip oder sonstwas sein?

    damit spreche ich meine nicht-identifizierung zur deutschen rechtschreibung und der damit verbundenen Rot-Grünen Regierung aus, die zu dem Zeitpunkt Stärkste Koalition war im Parlament. :rolleyes:
    ich denke mal dein "Frink different" soll auch nur eine verballhornung von "think different" sein.

    Ok, aber der tiefere Sinn bleibt mir dennoch verborgen.


    "nächste" blieb bei der Rechtschreibreform vor ein paar Jahren unberührt. Rot-Grün hatte außerdem mit dieser Reform genau so viel zu tun wie alle anderen Parteien im Bundestag und Bundesrat. Von daher ist diese Form der Nichtidentifizierung eher unsinnig.


    Was das "frink different" an geht, ist es eher eine als eine humoristische Hommage an den Charakter Prof. Frink und den Simpsons gedacht. Natürlich ist es automatisch auch eine Verballhornung des Apple Webeslogans.
    Allerdings verwende ich das in einem anderem Zusammenhang als du. Aber das steht ja zumindest hier jedem frei.

    Muss alles einen tieferen Sinn haben? Kann man nicht einfach mal etwas so hinnehmen wie es ist?


    Vielleicht liegt der Sinn ja darin dass ich mit der Schreibweise weniger tippen muss und so 2 Kalorien erspart habe ;)

    Du hast dem doch einen tieferen Sinn geben wollen indem du behauptet hast, dass du damit deine Nichtidentfizierung zum Ausdruck bringen wolltest. Ich sagte nur dass diese Begründung in meinen Augen absolut nicht passt.
    Das nicht alles einen tieferen Sinn haben muss sieht man an meinem Avatar, den tiefsinnig ist der nicht spruch nicht wirklich.


    Aber das ist genau wie im Chemie Forum "off-topic", also schluss damit.

    So, um mal wieder zum Thema zu kommen:


    Mein Physik-Lehrer hat mir als Unterpunkt für die Facharbeit noch den Zusammenhang zwischen Drehzahl und Drehmoment aufgeschrieben. Direkt anschließend zwischen Leistung und Drehmoment.


    Als erstes dachte ich ganz einfach M= P* ω . Aber das würde ja dann Leistung und Drehmoment einschließen. Was mach ich aber mit Drehzahl und Drehmoment?
    Mein Ansatz war:
    M=F*r=m*a*r


    a beinhaltet jetzt aber nur die Beschleunigung. Die anderen beiden Werte sind ja mehr oder weniger konstant (bei laufendem Motor kann man ja schlecht das gewicht oder den radius der kurbelwelle beeinflussen). aber wie siehts aus mit der beschleunigung? und vor allem was ist bei konstanter drehzahl?


    Ich finde also nicht den ansatz zwischen drehzahl und drehmoment.

    erstmal hierzu:

    Zitat

    Mein Physik-Lehrer hat mir als Unterpunkt für die Facharbeit noch den Zusammenhang zwischen Drehzahl und Drehmoment aufgeschrieben.


    Ich weiß nicht, was du schon alles kennst. Falls dir also was unbekannt ist, sag einfach bescheid und ich versuche es anders zu erklären.


    Das Drehmoment kann man auch über die Winkelbeschleunigung α und dem Massenträgheitsmoment J bestimmen.
    Es gilt: M=J*α


    Für einen punktförmigen Körper gilt: J=m*r[UP]2[/UP]
    Ist der Körper anders geformt, kannst du z.B. im Tafelwerk/Formelsammlung das konkrete Massenträgheitsmoment J nachschlagen. Man kann es auch berechnen. (Falls dich interessiert wie, kann ich es dir erklären)


    Die Winkelbeschleunigung α ist definiert über die zeitliche Ableitung von der Winkelgeschwindigkeit, also α = dω/dt = ω'


    Die Winkelgeschwindigkeit beinhaltet die Drehzahl, also ω = 2πn
    --> ω' = 2π*n'

    Das ergibt: M=2*π*m*r[UP]2[/UP]*n'


    Das ist der Zusammenhang von Drehzahl und Drehmoment für einen Punktförmigen Körper.
    Allgemein ist es: M=2*π*J*n'
    Das Drehmoment ist also von der zeitlichen Ableitung der Drehzahl abhängig.


    Zitat

    kann mir mal bitte einer sagen wie hoch das drehmoment bei 1 1/2 u/s, einem radius von 0,7m und einem gewicht von 2kg ist? wie ist der ansatz???

    Diese Aufgabe kannst du jetzt alleine lösen. Einfach alles in die blaue Formel einsetzen und ausrechnen.


    Zitat

    und vor allem was ist bei konstanter drehzahl?

    Bei dieser Aufgabe ist die Drehzahl ja konstant. Wenn du richtig gerechnet hast, kommt ein Drehmoment von 0 heraus. In der Theorie ist bei einer konstanten Drehzahl n das Drehmoment 0, weil n=const. --> ω = const. --> α = 0.
    ABER: Dies würde nur in einem abgeschlossenen System gelten , in dem keine Kräfte wirken. Bei deinem Motor ist es so, dass die Drehzahl nur scheinbar konstant ist. In der Praxis muss der Motor ja ständig Arbeit leisten, um die Drehzahl konstant zu halten, da ja z.B. durch den Rollwiederstand das Auto sonst langsamer wird, also die Drehzahl abnehmen würde. Das ist so, als wenn du kein Gas mehr geben würdest.


    Würde das Auto also keine Reibung (weder auf der Straße, noch irgendwo im Motor) besitzen, würde deine Drehzahl konstant bleiben und die bräuchtest während der Fahrt kein Gas mehr zu geben, also keine Kraft auf die Kurbelwelle auszuüben. In dem Fall wäre das Drehmoment tatsächlich 0.
    Da die Kurbewelle aber ständig abgebremst wird, musst du immer wieder eine Kraft auf die Welle ausüben und damit ist dein Drehmoment nicht 0. Es konkret auszurechnen geht aber mit dieser Aufgabe nicht, da dir dazu noch einige Größen fehlen.


    Was ist d? durchmesser?


    vielen dank, hat mir echt geholfen!!!!

    ja, die sagen mir was.
    aber jetzt hab ich ein ganz anderes problem.


    ich finde in meinem physik buch 2 formeln für die winkelgeschwindigkeit


    einmal ω =phi/t
    und einmal ω =(2π*n)/t


    nach der einen formel hätt ich dann also ne winkelgeschwindigkeit von ω=540°/1s=540s^-1 und beim anderen von ω =(2π*1,5)/1s=9,43s^-1



    und wat is nu richtig?

    Zitat

    Original von Cepheiden
    Beide sind richtig, nur das eben bei der 2. Formel nur vollständige umläufe zur Zeitmessung genommen werden.

    und welche winkelgeschwindigkeit hat jetzt unser netter diskuswerfer? also da es ja nicht ein kompletter umlauf ist, würd ich mal sagen das 1.


    dann hab ich mir aber ausgerechnet dass unser athlet eine beschleunigung von 204120m/s² ausübt und das ganze einer kraft von 408240N entspricht, kommt mir ein wenig unrealistisch vor.

    kann mir mal bitte einer sagen wie hoch das drehmoment bei 1 1/2 u/s, einem radius von 0,7m und einem gewicht von 2kg ist? wie ist der ansatz???und ich komm jetzt auch noch durcheinander wann man welche formel benutzen muss.