Berechnung Rotationsenergie

Aufrufe: 88     Aktiv: 12.05.2024 um 00:03

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Hallo, ich habe ein paar Fragen zu diesem Thema gefunden, aber keine Antwort zu meiner gezielten Frage:

Wenn man ein Rad hat, welches an einer Seite von fallenden Gewichten angetrieben wird, kann man errechnen, was dieses z.B. in einer Stunde an Strom erzeugen könnte, wenn es einen Gemerator antreibt, wenn es so lange laufen würde ? Bzw. Gibt es da eine Formel zu ?

vielen Dank!

EDIT vom 11.05.2024 um 23:10:

hier mal ne Skizze zum Verstädnis
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Ja, das kann man. Im Prinzip hat man so früher Wasserräder gebaut, um Strom zu erzeugen. Beschreibe genauer, wie du dir den Mechanismus vorstellst. Vielleicht mit Skizze und Maßen.   ─   stefriegel 09.05.2024 um 23:08

Danke für die schnelle Antwort - also letztendlich so wie aktuell das "Modell" aussieht, ist dort ein kugelgelagertes Rad mit offenen Speichen, 27cm im Durchmesser, es fallen Gewichte von ca. 30g aus einer höhe von 10cm bevor sie auf eine Speiche fallen und somit das Rad drehen - die Frage wäre halt jetzt, wenn man ein Generator an die "Antriebsachse" setzt wie viel Strom theoretisch erzeugt werden könnte - bzw. pro Sekunde ca. 3 Kugeln gleichzeitig im Rad wären.   ─   user77facb 10.05.2024 um 22:40
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Man kann das am besten durch eine Energiebetrachtung berechnen:
Wenn ein Gewicht von 30 g aus einer Höhe von 10 cm fällt, dann wird \(E_{pot} = m\cdot g\cdot h =0,03 kg * 9,81 m/s^2 * 0,1 m= 0,03 J \) in kinetische Energie umgewandelt, die das Gewicht beim Aufprall auf die Speichen idealerweise vollständig an das Rad abgibt. Danach dreht sich das Rad und das Gewicht bewegt sich innerhalb des Rads nach unten. Aus deiner Beschreibung geht nicht hervor, in welcher Höhe das Gewicht wieder aus dem Rad fällt, aber ich schätze mal nach ca. 20 cm. Das bringt nach obiger Formel nochmals \(0,06 J\). Insgesamt bekommst du also \(0,09 J\) pro Gewichtsstück. Lässt du z.B. alle 3 Sekunden ein Gewichtsstück fallen, bekommst du eine Leistung von \(0,03\ Watt\). Das ist nicht viel.
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Hey stefriegel, Danke für die Erklärung - habe oben mal ne Skizze hinzugefügt, wäre es denn dann auch so, wenn das Gewicht ne Kugel wäre, dass diese die Energie den ganzen Weg abgeben würde, bis diese die Kurve überwindet, bzw. aus dem "Rad" rausläuft ? Oder ändert sich an der Formel bzw. Energiegewinnung nichts ?   ─   user77facb 11.05.2024 um 23:12

Entscheidend ist ausschließlich der Höhenunterschied, den die Kugel auf ihrem Weg zurücklegt. Denn die ganze Energie kommt bei diesem Aufbau aus der potentiellen Energie m*g*h der Kugeln, also aus der Differenz der Höhe vorher und nachher.   ─   stefriegel 12.05.2024 um 00:03

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