Mal eine Physikfrage....

[vincentos]

Hallo!

Ich sah gerade einen sehr interessanten Bericht über Motorenbau und dort hat man alle beweglichen Motorenteile versucht so leicht wie möglich zu halten.
Meine Überlegung jetzt ist, sollte man beim RR nicht auch optimaler Weise alle beweglichen Teile auf die ich Kraft gebe (Pedale-Kurbel-Kette-Schaltwerk-Laufräder) so leicht wie möglich halten oder fehlt mir dann irgendwann Drehmoment

Ich frage deshalb weil ich mein Focus Alu Renner über den Winter aufrüsten will. Statt einem Carbonrahmen dann lieber den obengenannten Teilen Aufmerksamkeit schenken und da "tunen"??

Gibt es da vielleicht Berichte zu dem Thema was das bringen könnte?


Gruß

Vincent

 

[Eifel King]

AW: Mal eine Physikfrage....

ich würde keinen leichtere kette,ritzel ec. kaufen um gewicht zu sparen.das ist zu teuer im verhältnis zu gewicht.dann kauf dir lieber nen neuen rahmen.der bringt viel mehr

 

[LordHelmchen]

AW: Mal eine Physikfrage....

wenn man sich den Unterschied 3000-4000 UPM bzw. 80-120 UPM anschaut und dann noch wieviel Gewicht man an Kurbel, Ritzeln und Ketten wirklich sparen kann .... nein ich denke nicht, dass es hier großes Potenzial gibt.

Bei Laufrädern ist geringeres Gewicht beim Beschleunigen schon vorteilhaft - wenns erst mal rollt ist es aber auch egal.

Ansonsten merkt man Gewicht vor allem am Berg.

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

AW: Mal eine Physikfrage....

Ich verstehe die Frage nicht. Fürs Drehmoment sorgt doch bei Rad immer noch der Fahrer.

 

[ejpres]

AW: Mal eine Physikfrage....

Für mich sind auch die Laufräder der Punkt, bei dem man bei bestimmten Einsatzzwecken am ehesten einen Unterschied merkt. Bei den restlichen (beweglichen) Teilen sind in meinen Augen Langlebigkeit, langanhaltende Präzision und Steifigkeit die weitaus wichtigeren Faktoren.

Natürlich schlägt sich jede Gewichtsersparnis im Systemgewicht nieder.

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

AW: Mal eine Physikfrage....

Natürlich schlägt sich jede Gewichtsersparnis im Systemgewicht nieder.

Genau, weg mit den Wasserflaschen.

 

[xrated]

AW: Mal eine Physikfrage....

Beim Motorenbau macht man das deswegen um die Leistung noch weiter erhöhen zu können bzw. das ganze robuster zu machen. Wenn man jetzt eine schwere Kurbelwelle hat und die läuft nicht sauber rund, dann ist das natürlich eine enorme Belastung für die Lager.

Und dann sind da natürlich eben ganz andere Drehzahlen und Kräfte am Werk bei einem Auto.

 

[inCUBEus]

AW: Mal eine Physikfrage....

Ich verstehe die Frage nicht. Fürs Drehmoment sorgt doch bei Rad immer noch der Fahrer.

Jepp, das Drehmoment, dass Du auf das Hinterrad bekommst, hängt von Deiner Kraft und der Kurbellänge ab (und dann sekundär noch durch die Übersetzung), da Drehmoment als Kraft mal Kraftarm definiert ist

Bei beweglichen Teilen macht die Gewichtsreduzierung Sinn, da es alleine schon Kraft/Energie braucht, die Masse am Rotieren zu halten bzw. zum Rotieren zu bringen. Je weiter die Masse vom Zentrum entfernt ist bzw. je schneller diese Masse rotiert, desto mehr Kraftaufwand bedeutet das. Im Endeffekt wirst Du die Gewichtsersparnis am ehsten an den Laufrädern merken. Alles andere ist wohl Liebhaberei was die Energieeinsparung durch Reduzierung der Rotationsmasse angeht. Am Berg merkst Du natürlich dann die (normale) Gewichtsreduktion

 

[prince67]

AW: Mal eine Physikfrage....

Bei beweglichen Teilen macht die Gewichtsreduzierung Sinn, da es alleine schon Kraft/Energie braucht, die Masse am Rotieren zu halten

Falsch!

 

[LordHelmchen]

AW: Mal eine Physikfrage....

Bei beweglichen Teilen macht die Gewichtsreduzierung Sinn, da es alleine schon Kraft/Energie braucht, die Masse am Rotieren zu halten bzw. zum Rotieren zu bringen. Je weiter die Masse vom Zentrum entfernt ist bzw. je schneller diese Masse rotiert, desto mehr Kraftaufwand bedeutet das.

Das das "falsch" ist wurde schon bemerkt - vielleicht noch kurz als weiterführender Kommentar:
- wenn das stimmen würde, wäre es den ganzen Winter über hübsch warm, weil dann die Erde schon in die Sonne gestürzt wäre.
(zum rotieren bringen ist schon richtig, erhalten nicht).

Du verwechselst da vermutlich was: ja es wirken Kräfte beim rotieren (Zentripedal/-fugal), aber diese gleichen sich zu 0 aus oder es rotiert nicht gleichmäßig.

Deswegen ist dam mit "Masse und entfernung" auch unwichtig - das verwechselst Du mit der Schwungmasse, also in etwa wieviel Energie im rotierenden System steckt - wenns mal rotiert muss man da nicht mehr Arbeiten (nur noch gegen die Reibung)

 

[xrated]

AW: Mal eine Physikfrage....

Falsch!

Meinst du man braucht keine Kraft um die Geschwindigkeit zu halten?

 

[xrated]

AW: Mal eine Physikfrage....

wenns mal rotiert muss man da nicht mehr Arbeiten (nur noch gegen die Reibung)

Und das Gewicht das bewegt werden will sowie die Aerodynamik und Einflüsse der Streckenführung lassen wir aussen vor ...

 

[DerPiet]

AW: Mal eine Physikfrage....

Meinst du man braucht keine Kraft um die Geschwindigkeit zu halten?

Zum halten der Geschwindigkeit schon, nicht jedoch um eine reibungsfrei rotierende Masse am rotieren zu halten, da sorgt der Impulserhaltungssatz für. Auf der anderen Seite gibt es auf Erden kein verlustfreies System, wie übrigens die Erde selbt in ihrem Umlauf um die Sonne sehr wohl langsamer wird, dies aber in der Lebensdauer des Planetensystems eine vernachlässigbare Grössenordnung darstellt (vorher kommt die Sonne mal zu Besuch vorbei ).

Man benötigt also auch für die rotierenden Massen am Rad sehr wohl Energie um die Rotation aufrecht zu erhalten, da vor allem Reibungsverluste der Laufräder eine permanente Bremswirkung zeigen. Bezüglich des Vortriebs kommt dann vor allem der Luftwiderstand zum tragen. Dies alles korrelliert aber wiederrum nicht mit der Masse der rotierenden Elemente.

Und das Gewicht das bewegt werden will sowie die Aerodynamik und Einflüsse der Streckenführung lassen wir aussen vor ...

Die Masse (und nicht das Gewicht) kommt allerdings bei jeder Beschleunigung zum Tragen, dabei gehen dann die rotierenden Teile natürlich stärker ein, als der Rest.

 

[xrated]

AW: Mal eine Physikfrage....

Es ist nicht möglich die Geschwindigkeit konstant exakt gleich zu halten also hat man doch wieder ständig Beschleunigungsphasen.

 

[DerPiet]

AW: Mal eine Physikfrage....

Noch besser, du musst für eine konstante Geschwindigkeit immer beschleunigen, da Roll- und Luftwiderstand eine Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung darstellen.

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

AW: Mal eine Physikfrage....

Ja, aber ich denke wir sind uns einig dass es kaum Vorteile bietet wenn diese Teile nun leichter sind. Man beschleunigt und bremst ja nicht permanent, die Variant beim fahren ist da recht überschaubar und die Umdrehungszahlen insgesamt niedrig im Vergleich zu motorisierten Gefährten.

 

[xrated]

AW: Mal eine Physikfrage....

Wenn man es mit der Ausgangsfrage vergleicht dann hat es sicherlich keinen Einfluss weil bei Autos die Teile nicht leichter gemacht werden um besser zu beschleunigen.
Beim Fahrrad ist es anders, da dient die Gewichtserleichterung für bessere Effizienz.

 

[Aero-Ing]

AW: Mal eine Physikfrage....

Noch besser, du musst für eine konstante Geschwindigkeit immer beschleunigen, da Roll- und Luftwiderstand eine Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung darstellen.

Nicht richtig.
Bei horizontaler, statonärer Bewegung muss nur die Kraft aufgebracht werden um die Widerstandskräfte zu überwinden. Bei einem horizontalen, stationären System sind die Kräfte alle konstant.

 

[Plattfahrer]

AW: Mal eine Physikfrage....

Hallo!

Ich sah gerade einen sehr interessanten Bericht über Motorenbau und dort hat man alle beweglichen Motorenteile versucht so leicht wie möglich zu halten.
Meine Überlegung jetzt ist, sollte man beim RR nicht auch optimaler Weise alle beweglichen Teile auf die ich Kraft gebe (Pedale-Kurbel-Kette-Schaltwerk-Laufräder) so leicht wie möglich halten oder fehlt mir dann irgendwann Drehmoment

Iss ja hier schon wie im Hausfrauenforum zum Thema "Aufgetautes wieder einfrieren".... :eyes:

Also, das Drehmoment hat mit dem Gewicht der Teile nüscht zu tun. Was Du änderst, wenn Du die Teile "leicht" machst, ist die Masse und damit deren Trägheit. D.h., wieviel "Überzeugungsarbeit" Du leisten musst, um Deine beweglichen Teile in Bewegung zu versetzen.

Da nun

Beschleunigung=Kraft/Masse​

ist, ist klar, wenn Du die Masse klein machst, kriegst Du bei gleichem Kraftaufwand eine höhere Beschleunigung (z.B. der Kolben, Räder, etc) hin: Einen Papierflieger beschleunigst Du aus dem Handgelenk auf 10 m/sec (36 km/h), dagegen wirst Du Schwierigkeiten haben, einen 10 t LKW ohne weitere Hilfsmittel auf 36 km/h zu bringen. Der Unteschied ist die Masse.

Bei Rotationskörpern ist die Sache ein bissle trickier: Da musst Du alle "Massepunkte" mit ihrem Quadrat des Abstands von der Rotationsachse multiplizieren und aufsummieren und nennst das Ganze dann vornehm "Trägheitsmoment". Zusammen mit der Rotationsgeschwindigkeit ergibt das die "Rotationsenergie"; also die Energie, die Du z.B. in Deine Laufrädern stecken musst, um sie zum Drehen zu bewegen. Auch hier gilt also: Je leichter, desto weniger Energie musste bei gleicher Geschwindigkeit in die Räder pumpen.

Wenn Dein Rad dann erstmal fährt, musst Du "nur noch" die Reibungsverluste und Luftwiderstand ausgleichen, um am Fahren zu bleiben.

Fazit: Je leichter Laufräder, Fahrrad und Fahrer sind, desto schneller läßt sich das Rad samt Fahrer beschleunigen.

 

[Dukesim]

AW: Mal eine Physikfrage....

Falsch!

Richtig!

Nicht richtig.
Bei horizontaler, statonärer Bewegung muss nur die Kraft aufgebracht werden um die Widerstandskräfte zu überwinden. Bei einem horizontalen, stationären System sind die Kräfte alle konstant.

hängt davon ab, was mit beschleunigen gemeit ist. beschleunigung im physikalischen sinne ist ja nur die von dir angesprochene kraft geteilt durch die masse des körpers auf den sie wirkt. man kat also immer eine beschleunigung , wenn man auch eine kraft(und eine masse) hat.


zum auto:
grob überlegt macht es beim auto durch aus sinn bewegte teile des motors leichter zu machen. das hat den grund, dass die motorteile beim beschleunigen(im herkömmlcihen sinne) des autos ebenfalls beschleunigt werden. da diese auf sehr hohe geschwindigkeiten beschleunigt werden braucht man "überraschend" viel energie um das hinzubekommen.
dazu ein anschauliches beispiel aus dem radsport, der rollentrainer:
dieser kann so so viel (kinetische)energie speichern, wie ein rennradfahrer beim beschleunigen auf 25km/h(!) benörigt bzw. bei 25km/h hat. durch die hohe drehzahl(6000rpm, bei einer übersetzung von 56/11 und einer trittfrequenz des fahrers von 95rpm also "60km/h"), die im quadrat die energie beeinflusst kann die kleine schwungmasse von 2kg so viel energie aufnehmen, wie ein fahrer mit rad mit der masse von 70kg.
details kann man hier nachlesen:"Bedeutung Schwungradgröße bei Rollentrainer?"

beim fahrrad mit seiner kurbel und den naben macht es allerdings viel weniger sinn, da die umdrehungszahlen viel kleiner sind.