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Edit v5.012 from 2008-10-20 to 2021-07-26 by HSc+TSc

Ein Algorithmus um eine technische Aufgabe zu berechnen

Wie kann man an die Lösung einer Aufgabe heran gehen? Dazu gibt es hier 2 Möglichkeiten.
  • In 10 Schritten. Gut wenn man keinen Plan hat und sich heran tasten muss bzw. wenn man eine Aufgabe zur Beurteilung stellt. So kann jeder schnell einschätzen wie viel Punkte von 10 bzw. von 100% erreicht worden sind.
  • Den Weg mal etwas schneller und mit Übersicht auszurechnen.
Gesucht und Gegeben wurde getauscht. Was Gesucht wird steht fest, was von dem Gegebenen gebraucht werden könnte, erst danach! Ein Beispiel aus der Technik, rundet das Thema "Aufgaben lösen" ab.

Die 10 Schritte

Dieser Algorithmus für die Lösung einer Aufgabe besteht aus 10 Punkten. Wobei jeder Punkt auf den vorhergehenden aufbaut!

Notwendig für die Organisation sind vorab 2  Punkte.
  1. Wann wurde sie gestellt und von Wem sollte sie gelöst werden. Das kann in Form eines Signums hinterlegt werden.
  2. Der Name der Aufgabe.

Danach folgt die Aufgabenlösung. Dazu gehört
  1. Der Text der gestellten Aufgabe und Antworten auf Hinterfragung derselbigen.
  2. Analog die Ermittlung aus der Aufgabenstellung, was ist Gesucht und wie wird es benannt.
  3. Ermittlung aus der Aufgabenstellung, unter der Berücksichtigung des Gesuchten, was ist Gegeben und wie wird es benannt.
  4. Anfertigung einer Skizze, in welcher die Aufgabe mit den
    • gegeben und
    • gesuchten
    Größen dargestellt werden.
  5. Besorgen und Notierung
    • der Formeln, in denen das Gesuchen oder die Gegebenen oder gar Beide darin enthalten sind. Um säter einen einfacheren Bezug zu diesen aufbauen zu können, sollte diese fortlaufend nummeriert (1), (2), … werden.
    • Eventuell Konstanten die in den Formeln vorkommen.
  6. Lösung der Aufgabe durch Umstellung der Formeln, so dass
    • Links die gesuchte und
    • Rechts die gegebenen
    Größen stehen. Beiden Seiten sind durch das "=" voneinander getrennt.
  7. Das zahlenmäßige Ergebnis. Dadurch werden aber auch deutliche, dass das reine Ergebnis nur 1/10 der Gesamtpunktzahl ausmacht!
  8. Kleide das Ergebnis in einen verständlichen Antwortsatz, der das Ganze noch einmal zusammenfasst. So das andere dich verstehe und deine Lösung honorieren.
Zusammen sind diese 10 Punkte, d.h. jeder Punkt entspricht weiteren 10%, damit läst sich auch einfacher Rechnen, wenn es um die Benotung geht.

Beispiel in 10 Schritten

Edit v5.010 from 2008-11-17 to 2021-10-28 by HSc

Strom und Leistung eines Widerstandes am Akku

Aufgabe: Ein Widerstand R mit einem Wert von 27Ω ist an einen NiCd-Akku mit einer Zelle angeschlossen. Mit was für einen Stromfluss sollte man rechnen und was für eine Leistung wird umgesetzt?

Gesucht: In der Skizze rot unterstrichen.
  1. Strom IR1 in mA
  2. Leistung PR1 in mV*A bzw. mW

Gegeben: In der Skizze grün unterstrichen.
  • Widerstand R1 = 27Ω = 27V/A
  • Akku NiCd mit 1 Zelle

Formel:
  • Widerstand R in Ω
  • U/I   (1)
     
  • Leistung P in mW
  • U*I   (2)

Konstanten:
Zellspannung UNiCd-Zelle = 1,2V
Skizze:
agrms1a.png
Abb. 1a: Skizze mit einer Schaltung zum Entladen eine Akkumulators.
Lösung:
Zu 1.
Formel (1) umgestellt nach I
  • Strom I
  • U/R
  • UNiCd-Zelle / R1   (a)
  • 1,2V / 27V/A = 44,4mA

Zu 2.
Formel (2) und den Strom I durch Formel (a) ersetzt.
  • Leistung P in Watt
  • U*(U/R)
  • U2 / R
  • (UNiCd-Zelle)2 / R1
  • (1,2V)2 / 27V/A = 53,3mV*A = 53,3mW

Antwortsatz: Durch den Widerstand von 27Ω fließt ein Strom von 44mA, wenn er an einen NiCd-Akku angeschlossen wird. Dabei wird im Widerstand 53mW in Wärme umgesetzt.

In 5 Schritten

Bei diesem Algorithmus muss man schon mehr Routine haben und die Übersicht behalten können, da man sich auf andere Unterlagen beruft. Dadurch ist es möglich einen Teil der Punkte auf Fünf zusammen zu fassen oder auszulagern.

  1. Das eigene Signum, um klar zu stellen, wer dies gemacht hat.
  2. Der Name der Aufgabe, damit man sich ins Gedächtnis ruft, um was es hier geht. Plus die Quelle wo die Aufgabe steht.
  3. Skizze mit Gegeben und Gesucht.
  4. Formeln und Konstanten.
  5. Lösung, Ergebnis und Antwortsatz.
Zusammen sind diese 5 Positionen, aber es bleiben 10 Punkte.
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