Energie berechnen

Herbert C. schrieb:

> Ein Pedelec mit Reku (Systemgewicht 100 kg) fährt einen
> 100 Meter hohen Berg hinunter. Wie viel Wattstunden kann
> ich in den Akku zurück speisen?
> Alle Wirkungsgrade sind 100% und alle Verluste sind 0%.

Unter diesen Bedingungen: Genausoviele Wattstunden, wie Du
benötigt hast, um auf den Berg hinaufzufahren.


> Herleitung wäre interessant,

Da ist nicht viel herzuleiten:

m=100kg,
g=9.81m/s^-2
h=100m
--> W_pot = 98'100Ws = 27.25Wh

HTH

m=100kg,
g=9.81m/s^-2
h=100m
--> W_pot = 100kg*9.81m/s^2*100m = 272.5Wh

Right schrieb:
> m=100kg,
> g=9.81m/s^-2
> h=100m
> --> W_pot = 100kg*9.81m/s^2*100m

Da explizit danach gefragt wurde, es scheint Stoff der neunten Klasse zu 
sein: 
https://gymnasium-wuelfrath.de/wp-content/uploads/2014/07/SiLP-Physik-Klasse-9.pdf

Gerhard Z. schrieb:
> Right schrieb:
>> --> W_pot = 100kg*9.81m/s^2*100m = 272.5Wh
>
> Nun, man muss schon die Energie der Restgeschwindigkeit, die das Pedalec
> unten hat,
> W_kin = 0.5*m*v²
> von W_pot abziehen. Insofern ist die Frage ohne das Wissen der
> verbleibenden Geschwindigkeit nicht zu lösen.

und man muss die vorher vorhandene Geschwindigkeit hinzufügen.
Das war nicht gefragt.
Es wurde die Energie für die Rekuperator gefragt.
Dann gehe ich von v-vorher = v-nachher aus.

So ist die vorgeschlagene Lösung richtig.

Gerhard Z. schrieb:
>> 272.5Wh
>
> Nun, man muss schon die Energie der Restgeschwindigkeit,

Warum zitierst Du die falsche Lösung (die später kam und weitere Fehler 
enthält) und wirfst fragen auf, die unrelevant sind?

A macht es kaum was aus

B hat der TO viel relevantere Einflüsse vernachlässigt

C kann die Geschwindigkeit auch einfach als konstant angesehen werden, 
egal ob 0 oder 25km/h, was ja bei E-Bikes nicht ungewöhnlich wäre.

Ein einfacher Einwurf, dass die zu Reibung und Wirkungsgrad hinzu 
kommen, hätte gereicht.

JensMa schrieb:
> So ist die vorgeschlagene Lösung richtig.

Also 27.25Wh, 272.5Wh, oder das Komma gleich ganz weglassen?

Wenn ich mit einem Nicht-E-Fahrrad den Berg runterfahre, kann ich mir 
dann ein Schnitzel rekuperieren?

100 * 9,81 * 100 = 98100 Ws

98100 Ws/3600 = 27,25 Wh

Programmierer schrieb:
> Wenn ich mit einem Nicht-E-Fahrrad den Berg runterfahre, kann ich mir
> dann ein Schnitzel rekuperieren?

Kannst du nicht wo anders spielen?
Sandkasten wäre heute bei dem tollen Wetter ein heißer Tipp.

Dussel schrieb:
> Da explizit danach gefragt wurde ...

Es wurde explizit NICHT danach gefragt

@Joe: Vielen Dank für deine Antwort und den Lösungsweg. Du bist der 
Erste, der sein Wissen teilen möchte, anstatt nur Brocken hinzuwerfen 
und auf die 9. Klasse zu verweisen.

hallo

Herbert C. schrieb:
> @Joe: Vielen Dank für deine Antwort und den Lösungsweg. Du bist der
> Erste, der sein Wissen teilen möchte, anstatt nur Brocken hinzuwerfen
> und auf die 9. Klasse zu verweisen.

Es lohnt sich nicht darüber aufzuregen, ist leider eine Foren typische 
Krankheit hier - die ersten kommen immer mit solch dummen Antworten und 
oft schaukelt sich das dann auf.

Diese Spezialisten waren halt gut in Mathematik aber haben eine 
schlechte soziale Kompetenz und (oder) wollen ein auf verhinderten und 
schlechten Lehrer machen.

Leider wird in der Schule Mathematik selten an praktischen Beispielen 
gelehrt, hinzu kam schon immer der Leistungsdruck und das automatisch 
davon ausgegangen wird das was einmal durchgekommen wurde erstens 
wirklich verstanden wurde (und zwar auch nach der Klassenarbeit) und 
zweitens auch nach vielen Monaten nicht Gebrauch nicht vergessen wurde.
So wie Mathematik meistens gelehrt wird ist es kein Wunder das beides 
oft nicht der Fall ist...
Es ist ja nicht so das deutlich über 50% der Bevölkerung Dumm oder Faul 
ist und das es keinen Grund gibt das mit der Mathematik ansonsten 
naturwissenschaftlich und technisch interessierte auch oft zu kämpfen 
haben.
Gute Lehrer an weiterführenden Bildungseinrichtungen wissen das und 
handeln soweit möglich danach (keine Angst Stoff der 6 Klasse endlich 
mal verständlich zu vermittel) viele sind aber auch genauso eingestellt 
wie "unsere" Forenspezialisten_ Mathematik sehr gut - soziale Kompetenz: 
Unterirdisch
Beliebtheit: "Lass die Menschenjagd beginnen..."

Praktiker

Praktiker schrieb:
> Es lohnt sich nicht darüber aufzuregen, ist leider eine Foren typische
> Krankheit hier - die ersten kommen immer mit solch dummen Antworten und
> oft schaukelt sich das dann auf.

Die erste Antwort (ohne die gelöschte) war EgonD. Mit Formel, Erklärung, 
Rechnung und richtigem Ergebnis.

Dass danach nur Trolle kamen, mit falschen Formeln, ohne Erklärung oder 
Spitzfindigkeiten, schmälert seinen Verdienst nicht.

Wenn man dann mit Einheiten nicht vertraut ist, und die Rechnung

Egon D. schrieb:
> W_pot = 98'100Ws = 27.25Wh
nicht versteht, hätte er das sicher auch noch erklärt.

Da das richtige Ergebnis ja schon gebracht wurde noch ein kleiner 
Hinweis:

Die potentielle Energie, die eine Masse in einer bestimmten Höhe hat 
wird häufig überschätzt und jene, die in Wärme gespeichert wird, gerne 
unterschätzt.

Beispiel:

Wenn man einen Felsen von 100kg von Meeresspiegelhöhe auf den Mount 
Everest hebt, so beträgt die darin gespeicherte Energie:

Epot = 100kg * 9,8m/s² * 8849 m = 8,7 MJ = 2,4kWh

Das reicht um einen kleinen Heizlüfter oder Fön eine knappe Stunde mit 
Strom zu versorgen und ein Zimmer ein wenig aufzuwärmen.

Physiker schrieb:
> Wenn man einen Felsen von 100kg von Meeresspiegelhöhe auf den Mount
> Everest hebt, so beträgt die darin gespeicherte Energie:
>
> Epot = 2,4kWh

Da sagt mein Bauchgefühl aber, das kann nicht sein.

Die Tage in einer Wissenschaftssendung: Da lässt man einen Flugdrachen 
(eine Art Gleitschirm) steigen und erzeugt Strom, weil die sich 
abwickelnde Leine einen Generator antreibt. Dann wird der Drachen 
mittels Elektromotor wieder eingeholt, um ihn danach wieder ausfahren zu 
lassen. Am Ende soll Strom übrig bleiben.

Und wieder sagt mein Bauchgefühl, das kann nicht sein.

Herbert C. schrieb:
> @Joe: Vielen Dank für deine Antwort und den Lösungsweg.

Joe hat etwas als Gleichung hingeschrieben, was links dimensionslos ist 
und rechts plötzlich die Einheit Wattsekunden trägt. Sein Lehrer hätte 
ihm das um die Ohren gehauen, weil das Konstrukt die Bezeichnung 
Gleichung nicht verdient.

Was meint ihr denn ist bei heutiger Technik als Gesamtwirkungsgrad 
erreichbar? Schafft man 50%?

von Herbert C. schrieb:
>Ein Pedelec mit Reku (Systemgewicht 100 kg)

kg ist nicht die Maßeinheit für Gewicht, sondern
eine Maßeinheit für die Masse. Die Maßeinheit für
Gewicht ist N (Newton). Gewicht = Kraft.

Ein Körper der Masse 1 kg hat auf der Erdoberfläche ein Gewicht
von etwa 9,81 N. Das Gewicht ist Ortsabhängig, die Masse eines
Körpers ist überall gleich. Die potentielle Energie ist
Gewicht mal Höhe = J (Joule) 1J = 1Ws (Wattsekunde)

https://home.uni-leipzig.de/energy/energie-grundlagen/03.html

>Wenn man einen Felsen von 100kg von Meeresspiegelhöhe auf den Mount
>Everest hebt, so beträgt die darin gespeicherte Energie:

Die Energie ist nicht "im Felsen" gespeichert, sondern im gemeinsamen 
Gravitationsfeld vom Felsen und dem Erdkörper (ohne Felsen). Dieses Feld 
verändert sich durch den Hebevorgang.

Günter Lenz schrieb:
> Das Gewicht ist Ortsabhängig, die Masse eines
> Körpers ist überall gleich.

Junge Leute kennen nur Gewichts-Messungen und Angabe in kg. Die älteren 
von uns sind auch mit der Masse-Messung vertraut und haben sie 
tausendfach durchgeführt (*). Dennoch wurde schon immer, wo das Gewicht 
gemessen wird, das Ergebnis in kg angezeigt. Die Ortsabhängigkeit ist 
auf der zugänglichen Erde vernachlässigbar.

Von daher ist die Angabe "Systemgewicht 100kg" eindeutig und üblich.

(*) und selbst die ist bei näherer Betrachtung eine reine 
Gewichtsmessung.

>und selbst die [Masse-Messung] ist bei näherer Betrachtung eine reine
>Gewichtsmessung.

Ich denke, Du meinst mit "Masse-Messung" das, was man mit einer 
Balkenwaage veranstaltet. Damit durchgeführte Messungen sind aber 
prinzipbedingt unabhängig vom Wert von g an dem betreffenden Ort. Von 
daher verstehe ich nicht, worauf Du mit der zitierten Bemerkung 
hinauswillst.

LostInMusic schrieb:
> Ich denke, Du meinst mit "Masse-Messung" das, was man mit einer
> Balkenwaage veranstaltet. Damit durchgeführte Messungen sind aber
> prinzipbedingt unabhängig vom Wert von g an dem betreffenden Ort.

Ja. Und auch die Dezimalwaagen für Kartoffeln oder die mit Reiter beim 
Arzt (früher).

Das Problem: Sie messen nicht die Masse, sondern gleichen die 
resultierende Gewichtskraft auf beiden Seiten an. Das mag spitzfindig 
klingen, wird aber im Labor deutlich, wo der Auftrieb in Luft 
entsprechend berücksichtig werden muss (~1g/l). Und der Auftrieb an sich 
jedenfalls ist eine Kraft, keine Masse. (Deshalb auch nur als Anmerkung. 
Ich finde Beharren auf "Masse vs. Gewicht" (abseits theoretischer 
Überlegungen abseits der Erdoberfläche) so unnötig wie Schraubendreher 
vs. -Zieher.

>[...] wird aber im Labor deutlich, wo der Auftrieb in Luft
>entsprechend berücksichtig werden muss (~1g/l).

Ach, das hat Dich zu Deiner Bemerkung motiviert... gut, dass Du es 
noch erklärt hast :-)

Tätest Du es denn als Massen-Messung anerkennen, wenn man den Auftrieb 
ausschalten würde, indem man eine Vakuumglocke (mit hypothetischem 
perfektem Vakuum darin) über die Balkenwaage stülpt?

>Und der Auftrieb an sich jedenfalls ist eine Kraft, keine Masse.

Immerhin ist er das Produkt aus g und der Dichte des verdrängten Fluids 
und dem Volumen des Körpers. Da ist es nicht schwer, die dem Auftrieb 
entsprechende Masse aufzuspüren.

>Ich finde Beharren auf "Masse vs. Gewicht" (abseits theoretischer
>Überlegungen abseits der Erdoberfläche) so unnötig wie Schraubendreher
>vs. -Zieher.

Ich finde es nicht schlimm, Begriffe exakt zu verwenden.

von A. S. schrieb:
>Ich finde Beharren auf "Masse vs. Gewicht" (abseits theoretischer
>Überlegungen abseits der Erdoberfläche) so unnötig wie Schraubendreher
>vs. -Zieher.

Schraubendreher und Schraubenzieher ist ein und das selbe.
Masse und Gewicht sind zwei völlig unterschiedliche
physikalische Größen.

Beispiel:
Ein Mensch mit einer Masse von 70 kg hat auf der Erde
ein Gewicht von 686,7 N. Schickt man ihn nun
auf den Mond, hat er auf dem Mond immer noch eine Masse
von 70 kg aber nur noch ein Gewicht von 114,45 N.
Seine Masse ist gleich geblieben aber sein Gewicht
hat sich verringert.

Michael M. schrieb:

> Günter Lenz schrieb:
>> Seine Masse ist gleich geblieben aber sein Gewicht
>> hat sich verringert.
>
> Wenn ich meine Badezimmerwaage mit auf den Mond
> nehmen würde, wöge ich 11,7 kg.

Nee.
Die "Waage" zeigt halt einen grob falschen Wert an --
Deine Masse ist aber noch genau dieselbe.


> Dann sollte die Einheit an Waage besser in Newton
> umgelabelt werden.

Du kommst 10 Jahre zu spät.
Der selige Günter Freiherr von Gravenreuth wäre begeistert
von Deinem Vorschlag.

Günter Lenz schrieb:

> Masse und Gewicht sind zwei völlig unterschiedliche
> physikalische Größen.

In einem entspreichend ausgeformten physikalischen
Weltbild ist das so, ja.
Du kannst aber niemanden zwingen, ein solches zu
verwenden. Bildungsferne kommt auch in der Physik
vor.

A. S. schrieb:
> Ich finde Beharren auf "Masse vs. Gewicht" (abseits theoretischer
> Überlegungen abseits der Erdoberfläche) so unnötig wie Schraubendreher
> vs. -Zieher.

Na ja, mit dem Werkzeug wird eine Schraube gedreht und nicht gezogen. 
Von daher machte eine Umbenennung schon Sinn. Das Werkzeug für die 
Weinflasche heißt auch nicht Korkendreher, sondern Korkenzieher.

Böse Zungen behaupten, dass man bei der Wortfindung schon zu viele 
Korken gezogen hatte (und den lieblichen Wein durch die Kehlen rinnen 
ließ), dass beim Schraubenwerkzeug die Sinne schon sehr vernebelt waren. 
So entstand parallel zum Korkenzieher der Schraubenzieher.

Herbert C. schrieb:

> A. S. schrieb:
>> Ich finde Beharren auf "Masse vs. Gewicht" (abseits
>> theoretischer Überlegungen abseits der Erdoberfläche)
>> so unnötig wie Schraubendreher vs. -Zieher.
>
> Na ja, mit dem Werkzeug wird eine Schraube gedreht

Die Schraube wird nicht einfach so den lieben langen Tag
herumgedreht, weil das Herumdrehen von Schrauben so viel
Spaß macht...

> und nicht gezogen.

... die Schraube wird ANGEZOGEN ! Hinterher ist sie fest!
Und das Werkzeug, das man dafür verwendet, ist halt der
Schraubenzieher.


Es gibt im Deutschen Worte, die mehr als eine Bedeutung
haben, und das Wort "anziehen" gehört dazu.


> Von daher machte eine Umbenennung schon Sinn.

Bei Worten, die praktisch jedem aus dem Alltag bekannt
sind, ist Umbenennung reine Prinzipienreiterei und
Klugscheisserei.

Viel wichtiger ist m.E. begriffliche Klarheit in der
Fachsprache. Beispiele:
- "Schrittmotor" : Der Schrittmotor "macht" nur deshalb
  "Schritte", weil man ihn schrittweise ansteuert!
  Steuert man ihn mit einem kontinuierlichen Drehfeld an,
  dreht er sich auch kontinuierlich!
- "bürstenloser Gleichstrommotor" : Der Schöpfer dieses
  Begriffes hat offenbar Altphilologie studiert oder Bäcker
  gelernt; von Elektrotechnik hatte er jedenfalls nicht die
  geringste Ahnung. Ein Gleichstrommotor arbeitet mit einem
  ORTSFESTEN Ständerfeld und wird durch die Lorenzkraft
  angetrieben -- ein BLDC ist eine Synchronmaschine mit
  einem UMLAUFENDEN Magnetfeld!
- "verkürzte Auswertung boolescher Ausdrücke" (in C): Es
  handelt sich nicht um eine verkürzte AUSWERTUNG normaler
  boolescher Ausdrücke -- es handelt sich um die Auswertung
  ERWEITERTER boolescher Ausdrücke! Übliche boolesche
  Ausdrücke kennen nämlich nur "wahr" und "falsch" -- die
  Ausdrücke, um die es in C geht, kennen aber zusätzlich
  noch UNDEFINIERTE Teilterme, also Teilterme, denen kein
  Wahrheitswert zugewiesen werden kann! DAS VERLÄSST ABER
  DEN RAHMEN DER ÜBLICHEN BOOLESCHEN ALGEBRA!

Günter Lenz schrieb:
> Schraubendreher und Schraubenzieher ist ein und das selbe.

Mit einem Schraubenzieher kannst du eine Schraube nur anziehen, mit 
einem Schraubendreher kannst du sie auch wieder losdrehen ;-)

Günter Lenz schrieb:
> Masse und Gewicht sind zwei völlig unterschiedliche
> physikalische Größen.

Gewicht ist gar keine physikalische Größen, sondern eine 
umgangssprachliche Bezeichnung. Sonst gäbe es dafür im SI eine spezielle 
Einheit. Das Kilopond ist schon lange ausgemustert.

Es gibt die Einheit für die Kraft und die ist natürlich auch bei Messung 
der auf eine Masse wirkenden Gewichtskraft im SI als Einheit zu 
verwenden.

>Das Werkzeug für die
>Weinflasche heißt auch nicht Korkendreher, sondern Korkenzieher.

Dabei wäre aber darauf hinzuweisen, dass der finalen Translation (Ziehen 
des Korkens aus der Flasche) eine Rotation vorausgeht, nämlich wenn sich 
die Schraube des Werkzeugs erstmal in den Korken hineindreht. Von daher 
würde die Bezeichnung "Korkenschraubdrehzieher" allen Aspekten Rechnung 
tragen. Was dann verkürzt wieder "Korkenzieher" ergäbe - passt also.

Na dann: Prost! :-)

Egon D. schrieb:
> ... die Schraube wird ANGEZOGEN ! Hinterher ist sie fest!
> Und das Werkzeug, das man dafür verwendet, ist halt der
> Schraubenzieher.

Nö, das Werkzeug heißt dann Schraubenanzieher. Wobei man dann auch einen 
Schraubenauszieher braucht. Ich sehe schon den Handel frohlocken, der 
dieses Werkzeuge sofort im Set (Schraubenanzieher + Schraubenauszieher) 
anbieten wird. Und alles wird losziehen und sich mit dem neuen 
Werkzeugsatz eindecken. Ich höre schon die Kassen klingeln.

> ... Ich sehe schon den Handel frohlocken, der
> diese Werkzeuge sofort im Set (Schraubenanzieher +
> Schraubenauszieher) anbieten wird.

Garantiert mit schnellaufladbarem Lithium-Akku!

Hier ging es um "Energie berechnen".
Aber wenn schon über Schraubenzieher bzw. -dreher diskutiert wird:
Im Englischen ist es der Screwdriver. So, Schraubentreiber, 
Schraubenfahrer, Schraubenführer u.v.m.?
Oder auch 'turnscrew'; aha, hier ist er wieder, der Schraubendreher, 
oder ist es doch nur die Drehschraube?