Fragenbank: Arbeit: Leistung

Ein Aufzugsmotor ist in der Lage, eine Last von 2000 kg in einer Höhe von 50 m in 60 Sekunden zu heben. Unter der Annahme, dass die Erdbeschleunigung etwa 9,8 m/s² beträgt, berechnen Sie die durchschnittliche Leistung, die der Aufzugsmotor während des Hebevorgangs der Last entwickelt, und drücken Sie das Ergebnis in Kilowatt (kW) aus. Erklären Sie das Konzept der Leistung und wie es mit der von dem Aufzugsmotor in einem bestimmten Zeitintervall geleisteten Arbeit zusammenhängt.

Ein 800 kg schweres Auto fährt einen Hang mit einer Neigung von 30 Grad zur Horizontalen hinauf. Der statische Reibungskoeffizient zwischen den Reifen und der Straße beträgt 0,4. Wenn wir die Erdbeschleunigung mit 10 m/s² annehmen und wissen, dass sin(30°) = cos(60°) = 0,5, beantworte: 1) Was ist die Reibungskraft, die das Auto auf die Straße ausübt, während es den Hang hinaufsteigt? 2) Berechne die minimale Leistung, die der Motor des Autos bereitstellen muss, um eine konstante Geschwindigkeit von 20 m/s beim Höhenanstieg aufrechtzuerhalten, wobei angenommen wird, dass die im vorherigen Punkt berechnete Reibungskraft die einzige dissipative Kraft ist, die auf das Auto wirkt. Berücksichtige g = 10 m/s² und benutze g = 0,5 für sin(30°) und cos(60°).

Ein Kran wird verwendet, um ein Objekt mit 2000 kg in eine Höhe von 50 Metern innerhalb einer Minute zu heben. Unter der Annahme, dass die Erdbeschleunigung 10 m/s² beträgt und unter Vernachlässigung von Energieverlusten oder Reibung, berechnen Sie die durchschnittliche Leistung, die der Kran während des Prozesses entwickelt. Berücksichtigen Sie g = 10 m/s².