Aviatik 2006/Ass - Versionsgeschichte

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	##Skizzieren Sie das zugehörige [[Temperatur-Entropie-Diagramm\|T-S-Diagramm]]. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse gleich wie in a.		##Skizzieren Sie das zugehörige [[Temperatur-Entropie-Diagramm\|T-S-Diagramm]]. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse gleich wie in a.
	##Moderne Triebwerke erzeugen eine Verdichtung von 1:40. Wie hoch steigt beim idealisierten Verdichtungsvorgang von 1:40 die [[Temperatur]] in der Luft (Anfangsdruck 0.25 bar, Anfangstemperatur -53°C, molare [[Wärmekapazität]] bei konstantem Volumen 2.5 ''R'', molare Wärmekapazität bei konstantem Druck 3.5 ''R'')?		##Moderne Triebwerke erzeugen eine Verdichtung von 1:40. Wie hoch steigt beim idealisierten Verdichtungsvorgang von 1:40 die [[Temperatur]] in der Luft (Anfangsdruck 0.25 bar, Anfangstemperatur -53°C, molare [[Wärmekapazität]] bei konstantem Volumen 2.5 ''R'', molare Wärmekapazität bei konstantem Druck 3.5 ''R'')?
	##Wie viel [[Energie]] muss ~~der~~ ~~Kompressor~~ ~~dabei~~ ~~pro~~ Mol ~~aufwenden~~?		##Wie viel [[Energie]] in Form von [[Arbeit]] muss man aufwenden, um ein Mol Luft unter diesen Bedingungen zu verdichten?
	#Auf der Speiche eines drehbar gelagerten Rades (Massenträgheitsmoment ''J<sub>0</sub>'') wird im Abstand ''r'' ein kleiner Körper (Masse ''m'') befestigt. Vom Lager her wirkt ein Reibdrehmoment auf das Rad ein, das nicht vom Betrag der [[Winkelgeschwindigkeit]] abhängt. Ein Motor soll nun dieses Rad mit einem konstanten Drehmoment hochfahren, bis eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit (''ω<sub>max</sub>'') erreicht ist, und danach auf dieser Drehzahl halten.		#Auf der Speiche eines drehbar gelagerten Rades (Massenträgheitsmoment ''J<sub>0</sub>'') wird im Abstand ''r'' ein kleiner Körper (Masse ''m'') befestigt. Vom Lager her wirkt ein Reibdrehmoment auf das Rad ein, das nicht vom Betrag der [[Winkelgeschwindigkeit]] abhängt. Ein Motor soll nun dieses Rad mit einem konstanten Drehmoment hochfahren, bis eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit (''ω<sub>max</sub>'') erreicht ist, und danach auf dieser Drehzahl halten.
	##Skizzieren Sie das [[Systemdiagramm]] (Madonna-Flowchart) für dieses [[System]].		##Skizzieren Sie das [[Systemdiagramm]] (Madonna-Flowchart) für dieses [[System]].
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	:Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm zu Aufgabe 3		:Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm zu Aufgabe 3


	'''[[Lösung zu Aviatik 2006/Ass\|Lösung Aviatik 2006/Ass]]'''		'''[[Lösung zu Aviatik 2006/Ass\|Lösung Aviatik 2006/Ass]]'''

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	'''[[Lösung zu\|Lösung Aviatik 2006/Ass]]'''		'''[[Lösung zu Aviatik 2006/Ass\|Lösung Aviatik 2006/Ass]]'''

	[[Kategorie:Pruefungen]]		[[Kategorie:Pruefungen]]

Admin am 27. Juli 2008 um 10:00 Uhr

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	'''Erlaubte Hilfsmittel:''' Taschenrechner, selbstverfasste Formelsammlung		'''Erlaubte Hilfsmittel:''' Taschenrechner, selbstverfasste Formelsammlung

	'''Daten:'''		'''Daten:'''
	{\|		{\|
	\|Gravitationsfeldstärke		\|width="250"\|Gravitationsfeldstärke
	\|10 N/kg		\|width="100"\|10 N/kg
	\|-		\|-
	\|spez. Wärmekapazität von Wasser		\|spez. Wärmekapazität von Wasser

Admin am 25. August 2007 um 11:01 Uhr

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Admin am 25. August 2007 um 10:54 Uhr

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Admin am 25. August 2007 um 10:39 Uhr

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	##Wie gross ist die Verlustleistung (dissipierte Leistung) in einem Leitungsabschnitt von 300 m Länge bei einer Volumenstromstärke von nur 600 l/min?		##Wie gross ist die Verlustleistung (dissipierte Leistung) in einem Leitungsabschnitt von 300 m Länge bei einer Volumenstromstärke von nur 600 l/min?
	##Die Volumenstromstärke steigt in acht Sekunden linear von 0 auf 800 l/min. Wie viel Energie wird im Leitungsabschnitt von 300 m Länge in dieser Zeit dissipiert?		##Die Volumenstromstärke steigt in acht Sekunden linear von 0 auf 800 l/min. Wie viel Energie wird im Leitungsabschnitt von 300 m Länge in dieser Zeit dissipiert?
	#[[Bild:~~Ass06_2~~:~~jpg~~\|thumb\|Spannungsteiler mit Kondensator]] Eine Spannungsquelle (Rechtecksignal: 6 V während 0.05 s, 0 V während 0.05 s) wird mit zwei unterschiedlich grossen Widerständen sowie einem Kondensator verbunden. Der Kondensator ist parallel zum zweiten Widerstand geschaltet (Spannungsteiler mit Kondensator als Last). Unten finden Sie ein Diagramm, welches die Stromstärken der Widerstände in Funktion der Zeit zeigt.		#[[Bild:Ass06_21:png\|thumb\|Spannungsteiler mit Kondensator]] Eine Spannungsquelle (Rechtecksignal: 6 V während 0.05 s, 0 V während 0.05 s) wird mit zwei unterschiedlich grossen Widerständen sowie einem Kondensator verbunden. Der Kondensator ist parallel zum zweiten Widerstand geschaltet (Spannungsteiler mit Kondensator als Last). Unten finden Sie ein Diagramm, welches die Stromstärken der Widerstände in Funktion der Zeit zeigt.
	##Welche Spannung liegt zum Zeitnullpunkt über dem ersten und über dem zweiten Widerstand? Wie fliesst der Strom zum Zeitpunkt 0.04 s?		##Welche Spannung liegt zum Zeitnullpunkt über dem ersten und über dem zweiten Widerstand? Wie fliesst der Strom zum Zeitpunkt 0.04 s?
	##Wie gross sind die beiden Widerstände?		##Wie gross sind die beiden Widerstände?
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	##Ergänzen Sie das Modell so, dass die Motorenleistung und die vom Motor geleistete Arbeit ebenfalls berechnet werden.		##Ergänzen Sie das Modell so, dass die Motorenleistung und die vom Motor geleistete Arbeit ebenfalls berechnet werden.

	[[Bild:~~Ass06_2.~~png~~\|Stromstärke-Zeit-Diagramm zu 2~~]]		[[Bild:Ass06_22:png]]

	~~[[Bild:Ass06_3.png\|Geschwindigkeits~~-Zeit-Diagramm zu ~~3]]~~		Stromstärke-Zeit-Diagramm zu Aufgabe 2

			[[Bild:Ass06_3.png]]

			Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm zu Aufgabe 3

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'''Erlaubte Hilfsmittel:''' Taschenrechner, selbstverfasste Formelsammlung
'''Daten:'''
{|
|Gravitationsfeldstärke
|10 N/kg
|-
|spez. Wärmekapazität von Wasser
|4.18 kJ/(kg K)
|-
|spez. Schmelzenthalpie von Wasser
|334 kJ/kg
|-
|universelle Gaskonstante ''R''
|8.314 J/(mol K)
|}

#Löschwasser muss oft mit Hilfe von mehreren Pumpen über grosse Distanzen zum Brandherd gefördert werden. Der Eingangsdruck soll bei den Pumpen nicht kleiner als 1.5 bar sein, damit diese bei einem Förderstrom von 800 l/min einen Ausgangsdruck von 8 bar aufbauen können. In den Schläuchen der Transportleitung fällt dann der Druck reibungsbedingt pro hundert Meter um 1.2 bar ab (turbulente Strömung).
##Wie gross ist die Prozessleistung, welche die Pumpe unter diesen Bedingungen ans Wasser abgeben muss?
##Wie gross ist die Verlustleistung (dissipierte Leistung) in einem Leitungsabschnitt von 300 m Länge bei einer Volumenstromstärke von nur 600 l/min?
##Die Volumenstromstärke steigt in acht Sekunden linear von 0 auf 800 l/min. Wie viel Energie wird im Leitungsabschnitt von 300 m Länge in dieser Zeit dissipiert?
#[[Bild:Ass06_2:jpg|thumb|Spannungsteiler mit Kondensator]] Eine Spannungsquelle (Rechtecksignal: 6 V während 0.05 s, 0 V während 0.05 s) wird mit zwei unterschiedlich grossen Widerständen sowie einem Kondensator verbunden. Der Kondensator ist parallel zum zweiten Widerstand geschaltet (Spannungsteiler mit Kondensator als Last). Unten finden Sie ein Diagramm, welches die Stromstärken der Widerstände in Funktion der Zeit zeigt.
##Welche Spannung liegt zum Zeitnullpunkt über dem ersten und über dem zweiten Widerstand? Wie fliesst der Strom zum Zeitpunkt 0.04 s?
##Wie gross sind die beiden Widerstände?
##Wann wird am meisten Energie dissipiert? Wie gross ist dann die von der Spannungsquelle abgegebene Leistung?
##3Schätzen Sie die Grösse der Kapazität ab.
#Ein Güterwagen (Masse 60 t) prallt ungebremst mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s in einen zweiten (Masse 40 t), der anfänglich ruht und dessen Räder gebremst sind. Auf einem separaten Blatt finden Sie ein Diagramm, welches die Geschwindigkeiten der beiden Wagen in Funktion der Zeit zeigt.
##Wie schnell würden sich die beiden Wagen unter idealen Bedingungen (keine Energiedissipation) nach dem Stoss bewegen?
##Wie gross ist die Reibungskraft auf den leichteren Wagen zum Zeitpunkt 0.8s?
##Wie weit verschiebt sich der leichte Wagen?
##Wie viel Energie wird in der Zeitspanne zwischen 2 s und 2.8 s dissipiert?
#Ein einmotoriges Flugzeug (Turboprop, Masse inkl. Pilot 3000 kg) vollführt ein kreisförmiges Looping (Radius 750 m). Auf dem tiefsten Punkt der Bahn zieht der Pilot (Masse 75 kg) das Flugzeug bei einer Geschwindigkeit von 140 m/s in den Kreis hinein. 1500 m höher und gut 20 s später bewegt sich der Pilot kopfüber mit einer Geschwindigkeit von 60 m/s.
##Wie gross ist die Normalbeschleunigung des Flugzeuges unmittelbar nach dem Eintritt in den Loop?
##Mit welcher vertikalen Kraftkomponente wirkt dann die umgebende Luft auf das Flugzeug ein?
##Mit welcher vertikalen Kraftkomponente wirkt das Flugzeug im höchsten Punkt des Loops auf den Piloten ein? Hängt der Pilot in den Gurten oder drückt ihn der Sitz nach unten?
##Vergleich: der Wagen einer Achterbahn rollt mit einer Geschwindigkeit von 140 m/s in ein Looping hinein. Wie hoch könnte der Wagen maximal aufsteigen, bis seine Geschwindigkeit auf 60 m/s gesunken ist?
#Ein Verkehrsflugzeug (Masse 240 t) fliegt mit einer Geschwindigkeit von 240 m/s in Luft der Dichte 0.38 kg/m3 geradeaus. Die vier Triebwerke (Durchmesser des Fans: 1.8 m) erzeugen einen horizontal gerichteten Schub von je 40 kN.
##Wie gross ist das Verhältnis von Widerstand zu Auftrieb? Geben Sie das Verhältnis in der Form 1:z (z.B. 1:7.5) an.
##Berechnen Sie die Stärke des durch eines der Triebwerke fliessenden Massenstromes!
##Wie gross ist die mittlere Austrittsgeschwindigkeit des Gasstromes relativ zum Triebwerk gemessen?
##Welche mechanische Leistung überträgt ein Triebwerk an den durchfliessenden Gasstrom?
#Ein rotierender Zylinder (Masse 6 kg, Durchmesser 12 cm, Massenträgheitsmoment 0.022 kgm2) werde mit einer Winkelgeschwindigkeit von 200 s-1 auf eine horizontal ausgerichtete Ebene gesetzt.
##Skizzieren Sie das Schnittbild (Freikörperbild) für die Rutschphase. Zeichnen Sie also alle Kräfte ein, die auf den Zylinder wirken und geben Sie diesen passende Namen.
##Skizzieren Sie sowohl für den Impuls wie auch für den Drehimpuls je ein separates Flüssigkeitsbild.
##Mit welcher Winkelgeschwindigkeit dreht sich der Zylinder nach Erreichen der Rollphase und wie schnell bewegt sich deren Massenmittelpunkt?
##Wie viel Energie wird in der Rutschphase (Zylinder dreht noch durch) dissipiert?
#Aus 4000 kg Wasser der Temperatur 15°C soll Eis von 0°C hergestellt werden. Die Umgebung weise eine Temperatur von 25°C auf. Das Wasser befindet sich in einen Gefrierraum, der von einer Wärmepumpe gekühlt wird. Diese Pumpe fördert die Wärme reversibel von -10°C auf 40°C.
##Um wie viel ändern sich die Enthalpie und Entropie des Wassers bei diesem Gefriervorgang?
##Wie viel Energie muss die Wärmepumpe abgeben?
##Wie viel Entropie wird dabei insgesamt erzeugt?
##Nun vergleichen wir diesen Kühlprozess mit einem total reversibel geführt Kühlprozess (keine Entropieproduktion). Wie viel Energie erfordert dieser zweite Prozess?
#Die Idealisierung der in Gasturbinen und Strahltriebwerken ablaufenden Vorgänge heisst Joule- oder Brayton-Kreisprozess und besteht aus zwei isobaren und zwei isentropen Zustandsänderungen. Kalte Luft wird isentrop verdichtet, bei hohem Druck isobar beheizt, isentrop entspannt und dann bei tiefem Druck isobar gekühlt.
##Zeichnen Sie diesen Kreisprozess im p-V-Diagramm auf. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse.
##Skizzieren Sie das zugehörige T-S-Diagramm. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse gleich wie in a.
##Moderne Triebwerke erzeugen eine Verdichtung von 1:40. Wie hoch steigt beim idealisierten Verdichtungsvorgang von 1:40 die Temperatur in der Luft (Anfangsdruck 0.25 bar, Anfangstemperatur -53°C, molare Wärmekapazität bei konstantem Volumen 2.5 R, molare Wärmekapazität bei konstantem Druck 3.5 R)?
##Wie viel Energie muss der Kompressor dabei pro Mol aufwenden?
#Auf der Speiche eines drehbar gelagerten Rades (Massenträgheitsmoment J0) wird im Abstand r ein kleiner Körper (Masse m) befestigt. Vom Lager her wirkt ein Reibdrehmoment auf das Rad ein, das nicht vom Betrag der Winkelgeschwindigkeit abhängt. Ein Motor soll nun dieses Rad mit einem konstanten Drehmoment hochfahren, bis eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit (max) erreicht ist, und danach auf dieser Drehzahl halten.
##Skizzieren Sie das Systemdiagramm (Madonna-Flowchart) für dieses System.
##Formulieren Sie alle Gleichungen, welche Sie für dieses Modell benötigen.
##Ergänzen Sie das Modell so, dass die Motorenleistung und die vom Motor geleistete Arbeit ebenfalls berechnet werden.

[[Bild:Ass06_2.png|Stromstärke-Zeit-Diagramm zu 2]]

[[Bild:Ass06_3.png|Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm zu 3]]

'''[[Lösung zu|Lösung Aviatik 2006/Ass]]'''

[[Kategorie:Pruefungen]]

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	##Mit welcher vertikalen Kraftkomponente wirkt das Flugzeug im höchsten Punkt des Loops auf den Piloten ein? Hängt der Pilot in den Gurten oder drückt ihn der Sitz nach unten?		##Mit welcher vertikalen Kraftkomponente wirkt das Flugzeug im höchsten Punkt des Loops auf den Piloten ein? Hängt der Pilot in den Gurten oder drückt ihn der Sitz nach unten?
	##Vergleich: der Wagen einer [[Achterbahn]] rollt mit einer Geschwindigkeit von 140 m/s in ein Looping hinein. Wie hoch könnte der Wagen maximal aufsteigen, bis seine Geschwindigkeit auf 60 m/s gesunken ist?		##Vergleich: der Wagen einer [[Achterbahn]] rollt mit einer Geschwindigkeit von 140 m/s in ein Looping hinein. Wie hoch könnte der Wagen maximal aufsteigen, bis seine Geschwindigkeit auf 60 m/s gesunken ist?
	#Ein Verkehrsflugzeug (Masse 240 t) fliegt mit einer Geschwindigkeit von 240 m/s in Luft der Dichte 0.38 kg/m3 geradeaus. Die vier Triebwerke (Durchmesser des Fans: 1.8 m) erzeugen einen horizontal gerichteten Schub von je 40 kN.		#Ein Verkehrsflugzeug (Masse 240 t) fliegt mit einer Geschwindigkeit von 240 m/s in Luft der Dichte 0.38 kg/m<sup>3</sup> geradeaus. Die vier Triebwerke (Durchmesser des Fans: 1.8 m) erzeugen einen horizontal gerichteten Schub von je 40 kN.
	##Wie gross ist das Verhältnis von [[Luftwiderstand\|Widerstand]] zu [[dynamischer Auftrieb\|Auftrieb]]? Geben Sie das Verhältnis in der Form 1:z (z.B. 1:7.5) an.		##Wie gross ist das Verhältnis von [[Luftwiderstand\|Widerstand]] zu [[dynamischer Auftrieb\|Auftrieb]]? Geben Sie das Verhältnis in der Form 1:z (z.B. 1:7.5) an.
	##Berechnen Sie die Stärke des durch eines der Triebwerke fliessenden [[Massenstrom]]es!		##Berechnen Sie die Stärke des durch eines der Triebwerke fliessenden [[Massenstrom]]es!
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	##Zeichnen Sie diesen [[Kreisprozess]] im [[Druck-Volumen-Diagramm\|p-V-Diagramm]] auf. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse.		##Zeichnen Sie diesen [[Kreisprozess]] im [[Druck-Volumen-Diagramm\|p-V-Diagramm]] auf. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse.
	##Skizzieren Sie das zugehörige [[Temperatur-Entropie-Diagramm\|T-S-Diagramm]]. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse gleich wie in a.		##Skizzieren Sie das zugehörige [[Temperatur-Entropie-Diagramm\|T-S-Diagramm]]. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse gleich wie in a.
	##Moderne Triebwerke erzeugen eine Verdichtung von 1:40. Wie hoch steigt beim idealisierten Verdichtungsvorgang von 1:40 die [[Temperatur]] in der Luft (Anfangsdruck 0.25 bar, Anfangstemperatur -53°C, molare [[Wärmekapazität]] bei konstantem Volumen 2.5 R, molare Wärmekapazität bei konstantem Druck 3.5 R)?		##Moderne Triebwerke erzeugen eine Verdichtung von 1:40. Wie hoch steigt beim idealisierten Verdichtungsvorgang von 1:40 die [[Temperatur]] in der Luft (Anfangsdruck 0.25 bar, Anfangstemperatur -53°C, molare [[Wärmekapazität]] bei konstantem Volumen 2.5 ''R'', molare Wärmekapazität bei konstantem Druck 3.5 ''R'')?
	##Wie viel [[Energie]] muss der Kompressor dabei pro Mol aufwenden?		##Wie viel [[Energie]] muss der Kompressor dabei pro Mol aufwenden?
	#Auf der Speiche eines drehbar gelagerten Rades (Massenträgheitsmoment J0) wird im Abstand r ein kleiner Körper (Masse m) befestigt. Vom Lager her wirkt ein Reibdrehmoment auf das Rad ein, das nicht vom Betrag der [[Winkelgeschwindigkeit]] abhängt. Ein Motor soll nun dieses Rad mit einem konstanten Drehmoment hochfahren, bis eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit (~~max~~) erreicht ist, und danach auf dieser Drehzahl halten.		#Auf der Speiche eines drehbar gelagerten Rades (Massenträgheitsmoment ''J<sub>0</sub>'') wird im Abstand ''r'' ein kleiner Körper (Masse ''m'') befestigt. Vom Lager her wirkt ein Reibdrehmoment auf das Rad ein, das nicht vom Betrag der [[Winkelgeschwindigkeit]] abhängt. Ein Motor soll nun dieses Rad mit einem konstanten Drehmoment hochfahren, bis eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit (''ω<sub>max</sub>'') erreicht ist, und danach auf dieser Drehzahl halten.
	##Skizzieren Sie das [[Systemdiagramm]] (Madonna-Flowchart) für dieses [[System]].		##Skizzieren Sie das [[Systemdiagramm]] (Madonna-Flowchart) für dieses [[System]].
	##Formulieren Sie alle Gleichungen, welche Sie für dieses [[Modell]] benötigen.		##Formulieren Sie alle Gleichungen, welche Sie für dieses [[Modell]] benötigen.

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	#Löschwasser muss oft mit Hilfe von mehreren Pumpen über grosse Distanzen zum Brandherd gefördert werden. Der Eingangsdruck soll bei den Pumpen nicht kleiner als 1.5 bar sein, damit diese bei einem Förderstrom von 800 l/min einen Ausgangsdruck von 8 bar aufbauen können. In den Schläuchen der Transportleitung fällt dann der Druck reibungsbedingt pro hundert Meter um 1.2 bar ab (turbulente Strömung).		#Löschwasser muss oft mit Hilfe von mehreren Pumpen über grosse Distanzen zum Brandherd gefördert werden. Der Eingangsdruck soll bei den Pumpen nicht kleiner als 1.5 bar sein, damit diese bei einem Förderstrom von 800 l/min einen Ausgangsdruck von 8 bar aufbauen können. In den Schläuchen der Transportleitung fällt dann der [[Druck]] reibungsbedingt pro hundert Meter um 1.2 bar ab (turbulente Strömung).
	##Wie gross ist die Prozessleistung, welche die Pumpe unter diesen Bedingungen ans Wasser abgeben muss?		##Wie gross ist die [[Prozessleistung]], welche die Pumpe unter diesen Bedingungen ans Wasser abgeben muss?
	##Wie gross ist die Verlustleistung (dissipierte Leistung) in einem Leitungsabschnitt von 300 m Länge bei einer Volumenstromstärke von nur 600 l/min?		##Wie gross ist die Verlustleistung ([[Dissipation\|dissipierte]] Leistung) in einem Leitungsabschnitt von 300 m Länge bei einer Volumenstromstärke von nur 600 l/min?
	##Die ~~Volumenstromstärke~~ steigt in acht Sekunden linear von 0 auf 800 l/min. Wie viel Energie wird im Leitungsabschnitt von 300 m Länge in dieser Zeit dissipiert?		##Die [[Volumenstrom]]stärke steigt in acht Sekunden linear von 0 auf 800 l/min. Wie viel [[Energie]] wird im Leitungsabschnitt von 300 m Länge in dieser Zeit [[Dissipation\|dissipiert]]?
	#[[Bild:Ass06_21:png\|thumb\|Spannungsteiler mit Kondensator]] Eine Spannungsquelle (Rechtecksignal: 6 V während 0.05 s, 0 V während 0.05 s) wird mit zwei unterschiedlich grossen Widerständen sowie einem Kondensator verbunden. Der Kondensator ist parallel zum zweiten Widerstand geschaltet (Spannungsteiler mit Kondensator als Last). Unten finden Sie ein Diagramm, welches die Stromstärken der Widerstände in Funktion der Zeit zeigt.		#[[Bild:Ass06_21.png\|thumb\|Spannungsteiler mit Kondensator]] Eine Spannungsquelle (Rechtecksignal: 6 V während 0.05 s, 0 V während 0.05 s) wird mit zwei unterschiedlich grossen [[elektrischer Widerstand\|Widerständen]] sowie einem [[Kondensator]] verbunden. Der Kondensator ist parallel zum zweiten Widerstand geschaltet (Spannungsteiler mit Kondensator als Last). Unten finden Sie ein Diagramm, welches die Stromstärken der Widerstände in Funktion der Zeit zeigt.
	##Welche Spannung liegt zum Zeitnullpunkt über dem ersten und über dem zweiten Widerstand? Wie fliesst der Strom zum Zeitpunkt 0.04 s?		##Welche Spannung liegt zum Zeitnullpunkt über dem ersten und über dem zweiten Widerstand? Wie fliesst der Strom zum Zeitpunkt 0.04 s?
	##Wie gross sind die beiden Widerstände?		##Wie gross sind die beiden Widerstände?
	##Wann wird am meisten Energie dissipiert? Wie gross ist dann die von der Spannungsquelle abgegebene Leistung?		##Wann wird am meisten Energie [[Dissipation\|dissipiert]]? Wie gross ist dann die von der Spannungsquelle abgegebene Leistung?
	##3Schätzen Sie die Grösse der Kapazität ab.		##3Schätzen Sie die Grösse der Kapazität ab.
	#Ein Güterwagen (Masse 60 t) prallt ungebremst mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s in einen zweiten (Masse 40 t), der anfänglich ruht und dessen Räder gebremst sind. Auf einem separaten Blatt finden Sie ein Diagramm, welches die Geschwindigkeiten der beiden Wagen in Funktion der Zeit zeigt.		#Ein Güterwagen ([[Masse]] 60 t) prallt ungebremst mit einer [[Geschwindigkeit]] von 3 m/s in einen zweiten (Masse 40 t), der anfänglich ruht und dessen Räder gebremst sind. Auf einem separaten Blatt finden Sie ein Diagramm, welches die Geschwindigkeiten der beiden Wagen in Funktion der Zeit zeigt.
	##Wie schnell würden sich die beiden Wagen unter idealen Bedingungen (keine Energiedissipation) nach dem Stoss bewegen?		##Wie schnell würden sich die beiden Wagen unter idealen Bedingungen (keine Energiedissipation) nach dem Stoss bewegen?
	##Wie gross ist die Reibungskraft auf den leichteren Wagen zum Zeitpunkt 0.8s?		##Wie gross ist die Reibungskraft auf den leichteren Wagen zum Zeitpunkt 0.8s?
	##Wie weit verschiebt sich der leichte Wagen?		##Wie weit verschiebt sich der leichte Wagen?
	##Wie viel Energie wird in der Zeitspanne zwischen 2 s und 2.8 s dissipiert?		##Wie viel [[Energie]] wird in der Zeitspanne zwischen 2 s und 2.8 s dissipiert?
	#Ein einmotoriges Flugzeug (Turboprop, Masse inkl. Pilot 3000 kg) vollführt ein kreisförmiges Looping (Radius 750 m). Auf dem tiefsten Punkt der Bahn zieht der Pilot (Masse 75 kg) das Flugzeug bei einer Geschwindigkeit von 140 m/s in den Kreis hinein. 1500 m höher und gut 20 s später bewegt sich der Pilot kopfüber mit einer Geschwindigkeit von 60 m/s.		#Ein einmotoriges Flugzeug (Turboprop, Masse inkl. Pilot 3000 kg) vollführt ein kreisförmiges Looping (Radius 750 m). Auf dem tiefsten Punkt der Bahn zieht der Pilot (Masse 75 kg) das Flugzeug bei einer [[Geschwindigkeit]] von 140 m/s in den Kreis hinein. 1500 m höher und gut 20 s später bewegt sich der Pilot kopfüber mit einer Geschwindigkeit von 60 m/s.
	##Wie gross ist die Normalbeschleunigung des Flugzeuges unmittelbar nach dem Eintritt in den Loop?		##Wie gross ist die [[Normalbeschleunigung]] des Flugzeuges unmittelbar nach dem Eintritt in den Loop?
	##Mit welcher vertikalen Kraftkomponente wirkt dann die umgebende Luft auf das Flugzeug ein?		##Mit welcher vertikalen Kraftkomponente wirkt dann die umgebende Luft auf das Flugzeug ein?
	##Mit welcher vertikalen Kraftkomponente wirkt das Flugzeug im höchsten Punkt des Loops auf den Piloten ein? Hängt der Pilot in den Gurten oder drückt ihn der Sitz nach unten?		##Mit welcher vertikalen Kraftkomponente wirkt das Flugzeug im höchsten Punkt des Loops auf den Piloten ein? Hängt der Pilot in den Gurten oder drückt ihn der Sitz nach unten?
	##Vergleich: der Wagen einer Achterbahn rollt mit einer Geschwindigkeit von 140 m/s in ein Looping hinein. Wie hoch könnte der Wagen maximal aufsteigen, bis seine Geschwindigkeit auf 60 m/s gesunken ist?		##Vergleich: der Wagen einer [[Achterbahn]] rollt mit einer Geschwindigkeit von 140 m/s in ein Looping hinein. Wie hoch könnte der Wagen maximal aufsteigen, bis seine Geschwindigkeit auf 60 m/s gesunken ist?
	#Ein Verkehrsflugzeug (Masse 240 t) fliegt mit einer Geschwindigkeit von 240 m/s in Luft der Dichte 0.38 kg/m3 geradeaus. Die vier Triebwerke (Durchmesser des Fans: 1.8 m) erzeugen einen horizontal gerichteten Schub von je 40 kN.		#Ein Verkehrsflugzeug (Masse 240 t) fliegt mit einer Geschwindigkeit von 240 m/s in Luft der Dichte 0.38 kg/m3 geradeaus. Die vier Triebwerke (Durchmesser des Fans: 1.8 m) erzeugen einen horizontal gerichteten Schub von je 40 kN.
	##Wie gross ist das Verhältnis von Widerstand zu Auftrieb? Geben Sie das Verhältnis in der Form 1:z (z.B. 1:7.5) an.		##Wie gross ist das Verhältnis von [[Luftwiderstand\|Widerstand]] zu [[dynamischer Auftrieb\|Auftrieb]]? Geben Sie das Verhältnis in der Form 1:z (z.B. 1:7.5) an.
	##Berechnen Sie die Stärke des durch eines der Triebwerke fliessenden ~~Massenstromes~~!		##Berechnen Sie die Stärke des durch eines der Triebwerke fliessenden [[Massenstrom]]es!
	##Wie gross ist die mittlere Austrittsgeschwindigkeit des Gasstromes relativ zum Triebwerk gemessen?		##Wie gross ist die mittlere Austrittsgeschwindigkeit des Gasstromes relativ zum Triebwerk gemessen?
	##Welche mechanische Leistung überträgt ein Triebwerk an den durchfliessenden Gasstrom?		##Welche mechanische Leistung überträgt ein Triebwerk an den durchfliessenden Gasstrom?
	#Ein rotierender Zylinder (Masse 6 kg, Durchmesser 12 cm, Massenträgheitsmoment 0.022 ~~kgm2~~) werde mit einer Winkelgeschwindigkeit von 200 s-1 auf eine horizontal ausgerichtete Ebene gesetzt.		#Ein rotierender Zylinder ([[Masse]] 6 kg, Durchmesser 12 cm, [[Massenträgheitsmoment]] 0.022 kgm<sup>2</sup>) werde mit einer [[Winkelgeschwindigkeit]] von 200 s<sup>-1</sup> auf eine horizontal ausgerichtete Ebene gesetzt.
	##Skizzieren Sie das Schnittbild (Freikörperbild) für die Rutschphase. Zeichnen Sie also alle Kräfte ein, die auf den Zylinder wirken und geben Sie diesen passende Namen.		##Skizzieren Sie das [[Freischneiden\|Schnittbild]] (Freikörperbild) für die Rutschphase. Zeichnen Sie also alle [[Kraft\|Kräfte]] ein, die auf den Zylinder wirken und geben Sie diesen passende Namen.
	##Skizzieren Sie sowohl für den Impuls wie auch für den Drehimpuls je ein separates Flüssigkeitsbild.		##Skizzieren Sie sowohl für den [[Impuls]] wie auch für den [[Drehimpuls]] je ein separates [[Flüssigkeitsbild]].
	##Mit welcher Winkelgeschwindigkeit dreht sich der Zylinder nach Erreichen der Rollphase und wie schnell bewegt sich deren Massenmittelpunkt?		##Mit welcher [[Winkelgeschwindigkeit]] dreht sich der Zylinder nach Erreichen der Rollphase und wie schnell bewegt sich deren [[Massenmittelpunkt]]?
	##Wie viel Energie wird in der Rutschphase (Zylinder dreht noch durch) dissipiert?		##Wie viel [[Energie]] wird in der Rutschphase (Zylinder dreht noch durch) [[Dissipation\|dissipiert]]?
	#Aus 4000 kg Wasser der Temperatur 15°C soll Eis von 0°C hergestellt werden. Die Umgebung weise eine Temperatur von 25°C auf. Das Wasser befindet sich in einen Gefrierraum, der von einer Wärmepumpe gekühlt wird. Diese Pumpe fördert die Wärme reversibel von -10°C auf 40°C.		#Aus 4000 kg Wasser der [[Temperatur]] 15°C soll Eis von 0°C hergestellt werden. Die Umgebung weise eine Temperatur von 25°C auf. Das Wasser befindet sich in einen Gefrierraum, der von einer [[Wärmepumpe]] gekühlt wird. Diese Pumpe fördert die Wärme reversibel von -10°C auf 40°C.
	##Um wie viel ändern sich die Enthalpie und Entropie des Wassers bei diesem Gefriervorgang?		##Um wie viel ändern sich die [[Enthalpie]] und [[Entropie]] des Wassers bei diesem Gefriervorgang?
	##Wie viel Energie muss die Wärmepumpe abgeben?		##Wie viel [[Energie]] muss die Wärmepumpe abgeben?
	##Wie viel Entropie wird dabei insgesamt erzeugt?		##Wie viel [[Entropie]] wird dabei insgesamt erzeugt?
	##Nun vergleichen wir diesen Kühlprozess mit einem total reversibel geführt Kühlprozess (keine Entropieproduktion). Wie viel Energie erfordert dieser zweite Prozess?		##Nun vergleichen wir diesen Kühlprozess mit einem total [[reversibel]] geführt Kühlprozess (keine [[Entropieproduktion]]). Wie viel Energie erfordert dieser zweite Prozess?
	#Die Idealisierung der in Gasturbinen und ~~Strahltriebwerken~~ ablaufenden Vorgänge heisst Joule- oder Brayton-Kreisprozess und besteht aus zwei ~~isobaren~~ und zwei ~~isentropen~~ Zustandsänderungen. Kalte Luft wird isentrop verdichtet, bei hohem Druck isobar beheizt, isentrop entspannt und dann bei tiefem Druck isobar gekühlt.		#Die Idealisierung der in Gasturbinen und [[Strahltriebwerk]]en ablaufenden Vorgänge heisst [[Joule-Prozess\|Joule]]- oder Brayton-[[Kreisprozess]] und besteht aus zwei [[isobar]]en und zwei [[isentrop]]en Zustandsänderungen. Kalte Luft wird isentrop verdichtet, bei hohem [[Druck]] isobar beheizt, isentrop entspannt und dann bei tiefem Druck isobar gekühlt.
	##Zeichnen Sie diesen Kreisprozess im p-V-Diagramm auf. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse.		##Zeichnen Sie diesen [[Kreisprozess]] im [[Druck-Volumen-Diagramm\|p-V-Diagramm]] auf. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse.
	##Skizzieren Sie das zugehörige T-S-Diagramm. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse gleich wie in a.		##Skizzieren Sie das zugehörige [[Temperatur-Entropie-Diagramm\|T-S-Diagramm]]. Nummerieren Sie die vier Teilprozesse gleich wie in a.
	##Moderne Triebwerke erzeugen eine Verdichtung von 1:40. Wie hoch steigt beim idealisierten Verdichtungsvorgang von 1:40 die Temperatur in der Luft (Anfangsdruck 0.25 bar, Anfangstemperatur -53°C, molare Wärmekapazität bei konstantem Volumen 2.5 R, molare Wärmekapazität bei konstantem Druck 3.5 R)?		##Moderne Triebwerke erzeugen eine Verdichtung von 1:40. Wie hoch steigt beim idealisierten Verdichtungsvorgang von 1:40 die [[Temperatur]] in der Luft (Anfangsdruck 0.25 bar, Anfangstemperatur -53°C, molare [[Wärmekapazität]] bei konstantem Volumen 2.5 R, molare Wärmekapazität bei konstantem Druck 3.5 R)?
	##Wie viel Energie muss der Kompressor dabei pro Mol aufwenden?		##Wie viel [[Energie]] muss der Kompressor dabei pro Mol aufwenden?
	#Auf der Speiche eines drehbar gelagerten Rades (Massenträgheitsmoment J0) wird im Abstand r ein kleiner Körper (Masse m) befestigt. Vom Lager her wirkt ein Reibdrehmoment auf das Rad ein, das nicht vom Betrag der Winkelgeschwindigkeit abhängt. Ein Motor soll nun dieses Rad mit einem konstanten Drehmoment hochfahren, bis eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit (max) erreicht ist, und danach auf dieser Drehzahl halten.		#Auf der Speiche eines drehbar gelagerten Rades (Massenträgheitsmoment J0) wird im Abstand r ein kleiner Körper (Masse m) befestigt. Vom Lager her wirkt ein Reibdrehmoment auf das Rad ein, das nicht vom Betrag der [[Winkelgeschwindigkeit]] abhängt. Ein Motor soll nun dieses Rad mit einem konstanten Drehmoment hochfahren, bis eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit (max) erreicht ist, und danach auf dieser Drehzahl halten.
	##Skizzieren Sie das Systemdiagramm (Madonna-Flowchart) für dieses System.		##Skizzieren Sie das [[Systemdiagramm]] (Madonna-Flowchart) für dieses [[System]].
	##Formulieren Sie alle Gleichungen, welche Sie für dieses Modell benötigen.		##Formulieren Sie alle Gleichungen, welche Sie für dieses [[Modell]] benötigen.
	##Ergänzen Sie das Modell so, dass die Motorenleistung und die vom Motor geleistete Arbeit ebenfalls berechnet werden.		##Ergänzen Sie das Modell so, dass die Motorenleistung und die vom Motor geleistete Arbeit ebenfalls berechnet werden.

	[[Bild:Ass06_22:png]]		[[Bild:Ass06_22.png]]

	Stromstärke-Zeit-Diagramm zu Aufgabe 2		:Stromstärke-Zeit-Diagramm zu Aufgabe 2

	[[Bild:Ass06_3.png]]		[[Bild:Ass06_3.png]]

	Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm zu Aufgabe 3		:Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm zu Aufgabe 3