AW: Mal eine Physikfrage....
Wir lauschen natürlich besonders aufmerksam, wenn mal ein Fachmann spricht, Platti. Kannst Du uns Normalsterblichen vielleicht noch einen Wert nachreichen, WIEVIEL schneller sich die mobile Einheit beschleunigen lässt, wenn sie z.B. 3 kg weniger wiegt?
Und da Du die Beschleunigung betonst, schließe ich daraus, dass das Tempo HALTEN nicht leichter wird?
Also hab eben auf dem Heimweg mal auf meine Stoppuhr geguckt... Dann haben wir (nebst halbplatten
Reifen):
Masse: 80 kg Fahrer + 10 kg Fahrradgewicht + 5 kg Rucksack; zusammen also 95 kg.
Beschleunigung: Von 0 auf 25 km/h (also 0-7 m/s) in 6 Sekunden macht 7 m/s / 6 s ~ 1.17 m/s^s.
Um diese 95 kg also mit 1.17 m/s^2 zu beschleunigen brauche ich eine Kraft von
Kraft = Masse * Beschleunigung = 95 kg * 1.17 m/s^2 = 111 N
(1 N == 1 kg.m/s^2)
Wenn Du die jetzt mit dem Hebelarm, sprich dem Radius Deines Hinterrades (0.333 m), multiplizierst, hast Du das nötige Drehmoment: 111 N * 0.333 m = ~37 Nm
Aber zurück zur Beschleunigung: Wenn ich nun mit meinen 111 N (oder 37 Nm) statt 95 kg nur noch (95-3) kg = 92 kg beschleunigen will kriege ich:
Beschleunigung = Kraft/Masse = 111 N / 92 kg = 1.21 m/s^2
Bzw die Zeit, die ich brauche, um von 0 auf 25 km/h zu kommen verkürzt sich auf
Zeit = 7 m/s / 1.21 m/s^2 = 5.8 Sekunden (statt 6 Sekunden)
Die Sache sieht natürlich ein kleines bisschen besser aus, wenn der Fahrer nur 60 kg wiegt...: Bei gleichem Krafteinsatz von 111 N ergibt sich bei 60 kg Fahrer + 9 kg Rad eine Beschleunigung von 1.61 m/s^2 und bei einem 6 kg Rad 1.68 m/s^2 und eine Beschleunigungszeit auf 7 m/s von 4.17 Sekunden statt 4.35 Sekunden..
ABER: Was hier vollkommen unter den Tisch gefallen ist, ist der
Luftwiderstand. Der wächst nämlich quadratisch mit der Geschwindigkeit -- und irgendwann fährst Du gegen eine Wand aus Luftwiderstand... Und dann ist Aus die Maus, Ende Antenne: Der Luftwiderstand ist es, der Deine Höchstgeschwindigkeit begrenzt. Nicht die Masse Deines Körpers oder des Rades! Da kannste 1001 PS in Deine Karre packen -- sie läuft trotzdem nur 400 km/h... Aus diesem Grund hab ich auch schon bei 25 km/h die Stoppuhr angehalten -- bei höherer Geschwindigkeiten gilt es, sich am Luftwiderstand abzuarbeiten...
Und ohne jetzt Ökopropaganda machen zu wollen: Wenn Du in Deinem Auto mit Momentanverbrauchsanzeige mal den Verbrauch bei 100 km/h und bei 140 km/h (also 100 km/h * Wurzel aus 2) vergleichst, wirst Du feststellen, dass der Verbrauch ziemlich genau auf das Doppelte steigt (also z.B. von 4,5 l/100km auf 10 l/100km) -- ganz einfach, weil der Luftwiderstand sich verdoppelt. Von 100 auf 200 gurgelt die Karre dann locker das vierfache (also ca. 20 l/100 km)...
Von daher ist das mit "
nur der Luftwiderstand" reichlich Understatement
Der Unterschied im Fahrgefühl ist schon enorm, ob ich mit offener oder geschlossener Jacke (geringerer Luftwiderstand) fahre...
Das Gewicht des Fahrers und Rades kommt erst dann wieder zu Ehren, wenn's den Berg raufgeht.... Je weniger Du hochstemmen musst, desto schneller biste oben...
Im Übrigen gilt natürlich, was Bonanzero geschrieben hat: Also Beine rasieren...
- insbesondere weil ich ja darauf hingewiesen hatte, dass die Masse der Laufräder beim Beschleunigungsverhalten schon eine Rolle spielt .... :eyes:
Ich stelle mir im Weltall in einer Raumstation eine Feder vor, die zwischen zwei Wänden eingespannt ist und Druckkräfte ausübt. Ich habe dann Kräfte und Gegenkräfte, die sich aufheben aber wo finde ich in dieser Betrachtung eine Beschleunigung? Klar ist, nach actio und reactio hebt sich alles auf und daher bleibt das System in Ruhe.
