Lösung zu Güterzug

Diese Aufgabe lässt sich sehr schön im Flüssigkeitsbild darstellen. Der frei rollende Eisenbahnwagen verliert in 50 Sekunden sein ganzen Impulsinhalt von 300 kNs. Folglich fliesst ein mittlerer Impulsstrom der Stärke 6 kN an die Erde weg (Reibungskraft).

1. Die vier Wagen geben zusammen Impuls mit einer totalen Stromstärke von 24 kN an die Erde weg. Zudem nehmen sie in fraglichen 20 Sekunden je 200 kNs Impuls auf, was eine totale Impulsänderungsrate von 40 kN ergibt. Die Lok muss demnach mit einer Kraft von 64 kN ziehen.
2. Der zugeordnete Energiestrom, die Leistung der Zugkraft, ist gleich Geschwindigkeit mal Impulsstromstärke (Geschwindigkeit mal Kraft). Weil der Impulsstrom kanstant ist, berechnet sich die übertragene Energie als Impulsstromstärke mal mittlere Geschwindigkeit mal benötigte Zeit. Mit den gegebenen Werten erhält man eine Energie von 9.6 MJ (Arbeit der Zugkraft).
3. Die Lok muss der Erde soviel Impuls entziehen, wie sie selber braucht (300 kNs), plus das, was sie in 20 Sekunden an die Wagen abgeben muss (1.28 MNs), was zusammen 1.58 MNs ergibt.

Aufgabenstellung