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Strecke- Gibt an,wie weit zwei Punkte voneinander entfernt sind.- Formelzeichen ist s- Messgerät ist ein Zollstock- Berechnen mit der Formel s= v mal t

ZeitBearbeiten

  • Die Zeit ist eine physikalische Grundgrösse gemessen in Sekunden
  • Formelzeichen: t
  • Einheit: s


GeschwindigkeitBearbeiten

  • Die Geschwindigkeit beschreibt das Verhältnis eines Weges zur Zeit
  • Formelzeichen: Geschw1
  • Einheit: Geschw

BeschleunigungBearbeiten

  • Durch die Beschleunigung wird eine Geschwindigkeitsveränderung innerhalb eines Zeitraums beschrieben
  • Formelzeichen: Beschl1
  • Einheit: Beschl

Sonderfall ErdbeschleunigungBearbeiten

  • Die Erdbeschleunigung ist eine gegebene Naturkonstante und gilt überall auf der Erde gleichermaßen
  • Formelzeichen: g
  • Einheit: Grav

QuerbeschleunigungBearbeiten

Brems assist bild3 b550
Querbeschleunigung

Wer meint, dass ein Auto nur vorwärts und rückwärts beschleunigt werden kann, irrt. Neben dem Gasgeben (beschleunigen) und dem Bremsen (verzögern) muss der Reifen auch Querbeschleunigungen bzw. Seitenführung auf den Asphalt übertragen. Querbeschleunigung tritt immer in Kurven auf; sie wirkt quer zur Fahrtrichtung auf das Fahrzeug ein. Die Fliehkraft zieht das Auto nach dem Einfahren in die Kurve zum äußeren Straßenrand. Reifen und Fahrbahn müssen sich daher bestmöglich verzahnen, um den Wagen in der Spur zu halten. Die Querbeschleunigung ist dann besonders groß, wenn das Auto durch ein zu schnelles Einfahren in die Kurve weit nach außen gedrängt wird. Sind die Reifen abgefahren, der Straßenbelag rutschig oder der Wagen einfach zu schnell, ist die Haftung besonders schlecht und die Seitenführungskräfte lassen sich nicht mehr adäquat übertragen. (Quelle: www.focus.de)

Die Querbeschleunigung ist also abhängig von der Geschwindigkeit und dem Kurvenradius. Berücksichtigt man zusätzlich auch die Masse des Fahrzeugs erhält man die Fliehkraft:

Fliehkraft

Die Fliehkraft wirkt der Seitenführungskraft entgegen.

KraftBearbeiten

  • Eine Kraft ist das Produkt aus Masse m und Beschleunigung a
  • Formelzeichen: Kraft
  • Einheit: N = \frac {kg \cdot m} {s^2}


Arbeit oder EnergieBearbeiten

  • Arbeit ist die aufgewandte Kraft für eine bestimmte Strecke
  • Formelzeichen: Arbeit
  • Einheit: J

LeistungBearbeiten

  • Eine Arbeit verrichtet innnerhalb eines Zeitraums
  • Formelzeichen: P
  • Einheiten: kW, PS
  • 1kW = 1,36PS


Kinetische EnergieBearbeiten

Ekin-beispiel
  • Energie eines sich bewegenden Körpers mit der Masse m und der Geschwindigkeit v
  • Formelzeichen: Ekin
  • Einheit: E_\mathrm{kin} = \frac {1}2 m \cdot v^2


Beispiel (rechts):
  • Katharina und Mike fahren beide ungebremst auf der Autobahn auf ein Stauende auf. Mike hat es geschafft mit seinem PKW (1,1t) einige Autos anzuschieben, wundert sich aber warum Katharina mit ihrem LKW (40t), der ja nur halb so schnell fahren kann wie er, es trotzdem fertig brachte noch mehr Schaden anzurichten als er selbst!?!
    Tja, sagt die Katharina, da Du nichtmal annähernd soviel Masse hast wie ich, müsstest Du einfach 6 mal schneller sein als ich um denselben Schaden anrichten zu können!
  • Warum 6mal schneller?
    Das Verhältnis der beiden Massen ist hier entscheidend! 40 ÷ 1,1 = 36 Die Geschwindigkeit steht in der Energieformel im Quadrat, daher ist vom Verhältnis der Massen noch die Wurzel zu ziehen, damit man das Verhältnis der Geschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge betrachten kann. 36 = 6²
    Bei gleicher Geschwindigkeit von 80km/h verfügt der LKW von 40t über 6mal mehr kinetische Energie als der PKW von 1,1t.

SchlupfBearbeiten

Schlupf
  • Bezeichnet die Relativbewegung zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Reifen-Umfangsgeschwindigkeit.
    → 100% Schlupf: Ein Rad dreht durch oder blockiert.
  • Ein Rad mit einem Umfang von 1m bräuchte im Idealfall exakt 100 Umdrehungen um eine Strecke von s=100m zurückzulegen
  • Im Realfall dagegen reichen die 100 Umdrehungen des Rades nicht aus um dieselbe Strecke zurückzulegen. Ursachen dafür sind:
    • ungleichmäßige Verformung des Reifens (insbesondere der Aufstandsfläche und des Durchmessers) (Walkarbeit)
    • durchdrehende bzw. durchrutschende Räder


⇒ Mit der Antriebsschlupf-Regelung (ASR) eines Fahrzeugs wird verhindert dass die Räder auf glatten oder unebenen Untergründen durchdrehen. Mittels elektronischer Sensoren wird die Kraftübertragung auf die Antriebsachse so dosiert, dass die Reifen beim Beschleunigen ruhig und zuverlässig greifen.

ReibungBearbeiten

Haftreibung

HaftreibungBearbeiten

  • Der Widerstand eines Körpers im Stillstand gegen ein Verrutschen
  • F_H = F_G \cdot \mu_H = m \cdot g \cdot \mu_H


GleitreibungBearbeiten

  • Der Widerstand eines rutschenden Körpers
  • F_{Gl} = F_G \cdot \mu_G = m \cdot g \cdot \mu_G


µ trocken nass Schmutz Schnee Eis Aquaplaning
Beton 1 0,7
Asphalt 0,9 0,6 0,3 0,2 0,1 0,01
Kopfsteinpflaster 0,8 0,4


RollreibungBearbeiten

Roulement3
  • Der Rollwiderstand (auch: die Rollreibung) ist eine Kraft, die einen rollenden Körper abbremst
  • F_{RR} = F_G \cdot c_R = m \cdot g \cdot c_R

WeblinksBearbeiten


cR
0,001 - 0,002 Stahlrad auf Schiene
0,007 Standard-Fahrrad
0,006 - 0,010 Lkw-Reifen auf Asphalt
0,01-0,02 Autoreifen auf Beton
0,013 - 0,015 Pkw-Reifen auf Asphalt
0,015-0,03 Autoreifen auf Kopfsteinpflaster
0,020 Pkw-Reifen auf Schotter
0,03-0,06 Autoreifen auf Schlaglochstrecke
0,04-0,08 Autoreifen auf festgefahrenem Sand
0,050 Reifen auf Erdweg
0,2-0,4 Autoreifen auf losem Sand


AquaplaningBearbeiten

Aquaplaning
Aquaplaning entsteht, wenn das Wasser zwischen Reifen und Fahrbahn nicht schnell genug verdrängt werden kann. Bei 80 km/h müssen pro Sekunde bis zu 25 Liter Wasser verdrängt werden. Selbst neue Reifen kommen da an ihre Grenzen. Und schon bei wesentlich niedrigerem Tempo kann das Auto während der Fahrt „aufschwimmen“. Deshalb sollte man die Geschwindigkeit immer der Witterung anpassen.
Aquaplaning2
Aquaplaning entwickelt sich oft stufenweise. Zunächst kann der Reifen das Wasser noch verdrängen. Dann bildet das Wasser einen Keil vor dem Reifen und schließlich verliert der Reifen den Fahrbahnkontakt. Bei Aquaplaningfallen kann das sehr plötzlich geschehen. Sie lauern besonders in Kurven, in ausgefahrenen Spurrillen, auf sehr breiten Straßen sowie in Straßen neben Berg- und Felshängen. Übrigens: Mit Breitreifen steigt die Aquaplaning-Gefahr.


Kammscher KreisBearbeiten

Kammscher Kreis

Endet der resultierende Pfeil aus Fliehkraft und Beschleunigung außerhalb des Kreises, so ist die Fliehkraft größer als die Seitenführungskraft und das Fahrzeug bricht aus

Gerade Rennfahrer wissen vom Kammschen Kreis ein Lied zu singen, und auch Teilnehmer von Fahrsicherheitslehrgängen bekommen den eigentlich ovalen Kreis immer wieder vorgebetet. Zu verdanken hat man den Kammschen Kreis Professor Wunibald Kamm. Der Kreis ist eine grafische Darstellung der Kräfte, die auf einen Reifen einwirken. Die Kräftevektoren teilen sich beim Fahren auf in die Seitenführungskraft (Querrichtung) und Beschleunigungskraft (Längsrichtung). Das Kräfteparallelogramm zeigt, dass innerhalb des Kammschen Kreises nur eine bestimmte Kraft übertragen werden kann – diese wird vom Auto und der Fahrbahn beeinflusst. Sind diese Kräfte – entweder in Längs- oder Querrichtung – zu groß, verliert das Rad an Haftung und bringt den Wagen in einen instabilen Fahrzustand.

K reibkreis

Reibkreis

In diesem Fall greifen dann ASR/ASC, ABS oder ESP ein. Wer ein Auto mit Allradantrieb bewegt, kann der Fahrdynamik zumindest beim Beschleunigen ein Schnippchen schlagen. Da die gesamte Motorleistung über vier statt über zwei Räder übertragen wird, sind die Kräfte an den einzelnen Rädern nur halb so groß und lassen sich entsprechend besser innerhalb des Kammschen Kreises in Vortrieb umsetzen. Beim Bremsen hat man bei einem Allradler jedoch keine Vorteile, denn Motorleistung muss der Reifen dabei gar keine übertragen.homo

(Quelle: www.focus.de)

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