Lösung
Lösungen nur für Blatt 3, andere Blätter analog
Name:
1.)
Ein Zugdrachen hat eine wirksame Fläche von A
eff
= 1,5 m². Durch
den Wind entsteht am Drachen ein Winddruck von p = 120 N/m². Welche
Zugkraft
in N entsteht am Drachen?
Welche
Leistung
in W kann er dann abgeben, wenn er mit v
D
=
2,5 m/s die Drachenleine abzieht?
Wieviel J
Energie
hat er nach 25 s erarbeitet? Berechne jeweils ganzzahlige
Werte. (3 x 2 P)
|
Geg.:
FZ
P
|
A = 1,5 m²
p = 120 N/m² t = 25 s vD = 2,5 m/s
= A x p
= FZ x vD
|
Ges.: |
FZ
P W |
| Windstärke | Windgeschwindigkeit | Windgeschwindigkeit | Winddruck statisch |
|
Bft
|
m/s
|
km/h
|
N/m²
|
|
1
|
~ 1,1
|
~ 4,1
|
1,5
|
|
2
|
~ 2,5
|
~ 9,0
|
7,2
|
|
3
|
~ 4,9
|
~ 17,5
|
19,0
|
|
4
|
~ 7,2
|
~ 25,8
|
41,0
|
|
5
|
~ 9,7
|
~ 35,1
|
76,0
|
|
6
|
~ 12,5
|
~ 45,2
|
126,0
|
|
7
|
~ 15,5
|
~ 55,9
|
193,0
|
|
8
|
~ 17,2
|
~ 62,1
|
238,0
|
|
9
|
~ 22,2
|
~ 79,8
|
393,0
|
|
2.)
Berechne nun die Zugkraft des Drachens bei einer Windgeschwindigkeit von v W = 24,7 m/s wenn die übrigen Werte aus Aufgabe 1 gleichbleiben? Denke an Einstein: „Alles ist relativ!“ (1,5 P) Die für die Zugkraft maßgebliche Windgeschwindigkeit ist die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit der Luft abzüglich der Eigengeschwindig- keit des Drachens |
|
v
eff
→ p F Z |
= v
W
- v
D
= 24,7 m/s – 2,5 m/s = 22,2 m/s = 393 N/m² = A x p = 1,5 m² x 393 N/m² = 589,5 N |
7a_tg10_test_powerkite_mit_loesungen [pdf][283 KB]
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