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.:

P

P

W

W

A = 1,5 m²
p = 120 N/m²
t = 25 s
vD = 2,5 m/s

= A x p
= 1,5 m² x 120 N/m²
= 180 N

= FZ x vD
= 180 N x 2,5 m/s
= 450 Nm/s
= 450 W

= P x t
= 450 W x 25 s
= 11250 Ws
= 11250 J

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

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