Bindungskraft

Erste Frage Aufrufe: 1122     Aktiv: 23.05.2020 um 16:55

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Hey, habe eine Frage zu folgender Aufgabe:

Die Rotoren einer Windkraftanlage haben oft einen Durchmesser von 120 m und erreichen Geschwindigkeiten um die 120 km/h. Häufig bestehen sie aus Kohlefasern. Berechnen Sie die Bindungskraft, die zwischen den Kohlenstoff-Atomen mindestens herrschen muss, damit die Zentripetalkraft aufgebracht wird und der Flügel nicht auseinanderreißt.

 

Ich habe leider keinen Ansatz und keine Idee.

 

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Die Zentripetalkraft wirkt immer senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor in Richtung Kreismitte. Sie wird durch die Formel \( F_{z} = \frac {m*v^2} {r}  \) beschrieben. Die Zentrifugalkraft wird mit der gleichen Formel berechnet, sie wirkt nur in die entgegengesetzte Richtung. Auch Sie können wir also mit oben stehender Formel berechnen. Für die Lösung der Aufgabe musst du die Zentrifugalkraft berechnen, die auf ein Kohlenstoffatom wirkt, da dieses mindestens mit der gleichen Kraft auch festgehalten werden muss (Zentripetalkraft). für den Radius r setzt du 60 m ein (halber Durchmesser), für die Geschwindigkeit v musst du 120 kmh in m/s (durch 3,6 teilen) umrechnen. Für die Masse setzt du die Masse eines  Kohlenstoffatoms ein. Die ist im Periodensystem mit durchschnittlich 12,01 u angegeben. 12,01*1,66*10^-27 kg = 1,99*10^-26 kg. Wenn du nun alle Werte einsetzt solltest du auf ein Ergebnis von ca. 3,69*10^-25 Newton kommen.

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Student, Punkte: 40

 

Wirkt auf die Kohlenstoff Atome näher an der Rotationsachse nicht eine größere Kraft?
Es muss ja nicht nur selbst festgehalten werden sondern fixiert auch alle Atome die weiter außen liegen.
  ─   paul12358 23.05.2020 um 16:55

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