Je größer das Rad, desto schneller die Beschleunigung/ Endgeschwindigkeit? (neu)
Hallo , ich habe eine Verständnisfrage :)
Angenommen man hat ein Fahrzeug mit 4 Rädern.
Die Lauffläche ist 20cm breit.
Der Durchmesser der Reifen ist 50cm.
Die Drehzahl pro Minute der Reifen liegt bei 1000 1/min.
U = d * π = 0,5mm * π = 1,5708 m x 1000 1/min = 1,5708 km 1/min
(danke an WarcraftHelper für die mathematische Unterstützung!!!)
So, nun die Frage(n):
Wäre man nicht mehr als doppelt so schnell, wenn die Drehzahl konstant bleibt, die Reifen nur 10cm breit wären, aber der Durchmesser sich auf 100cm belaufen würde? Die Beschleunigung würde demnach um die Hälfte "verzögert" werden, da die Kraftübertragung der Reifen auf den Untergrund doch geringer wäre =)
Die Mantelfläche blieb ja gleich, jedoch würde die Reibung (Rollwiederstand) durch die schmälere Breite abnehmen.
Der Luftwiederstand, Rollwiederstand, die Haftung der Reifen und alle Nebenfaktoren, spielen doch dann sicherlich auch ne große Rolle...?
Ich danke schon mal im Voraus für das Antworten und vielleicht auch Gelächter, man weiß ja nie. Ähmm dumme Frage, voll logisch Alter usw. Es interessiert mich halt mal.
Danke! ;)
7 Antworten
Unter deinen Vorgaben ist die Antwort ganz klar: "Ja du wärst doppelt so schnell." In der Realität wäre das Problem, dass dein nun größeres Rad auch ein größeres Antriebsdrehmoment an der Narbe bräuchte weil
Antriebskraft = Antriebsdrehmoment / dynamischen Halbmesser
dynamischer Halbmesser -> Radius deines Rades
Also sinkt mit einem größeren Rad deine Antriebskraft. Das größere Problem sehe ich jedoch darin den Platz im Radkasten zu finden.^^ Ein Fehler hast du glaube ich bei der Annahme gemacht, dass die Beschleunigung geringer wird wenn die Reifenbreite abnimmt.
Interessant ist für dich vielleicht noch dieser recht aktuelle Artikel zu großen, schmalen Reifen, die nämlich ganz interessant in Bezug auf Kraftstoffersparnis sind. http://www.heise.de/autos/artikel/Der-gedrehte-Latsch-1885968.html
Wenn deine Lauffläche ca. 20cm breit ist, dann müßte es sich um die Reifengröße.
195 40 R14 handeln.
Bei doppelten Umfang entspäche dies einer Reifengröße von
195 40 R34 oder 195 70 R29
Man sieht also, daß dies unmöglich ist solche Reifen auf einen PKW zu schrauben.
Vielleicht auf einen Traktor. Wäre vielleicht eine Idee.
Nur..............
hast du schonmal einen Traktor mit 350 Km/h auf der Autobahn fahren gesehen?
Nein?
Ok, dann ist deine Frage wohl etwas mehr als realitätsfremd.
ein neues,modernes, mit Strom betriebenes Science-Fiction-Dreirad.
also ok... dann ersetze oder ändere ich eben den Ausdruck "ralitätsfremd" durch/in "reinste Spukulationen"
Der Rollwiderstand (ohne IE!) wird nicht geringer, da ja nun die gleiche oder größere Masse auf weniger Breite drückt. Allerdings ist durch den größeren Durchmesser auch die Länge der Kontaktfläche größer.
Wenn du mit dem Fahrrad unterwegs bist, kannst du am eigenen Leib erfahren, dass man mit größeren Rädern sanfter und schneller fahren kann. Kleinere Löcher werden überbrückt, kleinere Hindernisse in flacherem Winkel angegangen und überwunden. Mit den Rädern von Einkaufswagen sind Rillen im Pflaster schon eine Herausforderung.
Die Kraftübertragung auf den Untergrund wäre gleich gut - wo sollte auch die Kraft sonst hin? Wenn das Rad durchdreht, hast du Schlupfverluste, sonst nicht.
Grundsätzlich hat Reibung erst mal gar nichts mit der Auflagefläche zu tun. sondern nur mit der Art des Kontakts Reifen/Straße. Hier muss jetzt je nach Reifendruck, Reifenmaterial, Profil, Unterdruck, Reifenkrümmung jetzt unterschiedliche Verformungsarbeit geleistet werden, die sich sowohl im Gummi (Walkarbeit), wie auch auf der Straße in Wärme umsetzt.
Die entsprechenden Umrechnungskoeffizienten zwischen Gleitreibung und Rollreibung sind schwer zu modellieren (eines steht z.B. in der Wikipedia) . Tendenziell werden diese Verluste bei kleinen und schmalen Reifen größer. Im Einzelfall spielt der Untergrund und der Reifendruck eine größere Rolle.
Wie schnell ein Auto beschleunigt hängt in erster Linie vom Drehmoment des Motors ab, und wie effektiv dies über das Getrieben an die Reifen kommt.
Wie schnell es letztendlich fährt, hängt vom Leistungsgewicht ab. Ohne Berücksichtigung des Luftwiderstands wäre das übrigens eine sehr einfache Beziehung, aber der quadratische Luftreibungseffekt macht die Berechnung etwas schwieriger.
Die Endgeschwindigkeit hat mit dem Reifendurchmesser nichts zu tun. Es ist schon richtig, dass man bei gleicher Drehzahl der Antriebsachse theoretisch eine höhere Geschwindigkeit erreichen würde, allerdings ist der Luftwiderstand das entscheidende Kriterium für die Endgeschwindigkeit.
Man wäre nur dann schneller wenn das Fahrzeug bei Maximalgeschwindigkeit und normalem Reifendurchmesser z.b am Drehzahlbegrenzer fahren würde aber vom Luftwiderstand her durchaus schneller fahren könnte.
So gesehen bringt ein größerer Reifendurchmesser nur eine höhere Endgeschwindigkeit wenn die physikalisch bedingte Endgeschwindigkeit vorher nicht ausgereizt wurde, was allerdings in der praxis normalerweise nicht der Fall ist.
Ergänzung: Die Endgeschwindigkeit würde sich theoretisch schon ändern, aber nicht in der Praxis
Klar, es geht mir mehr ums Verständnis.
Aber stell dir vor, du baust ein neues,modernes, mit Strom betriebenes Science-Fiction-Dreirad. Vorne 2 normale Räder, hinten ein Riesenrad:D Theoretisch kein Problem,oder? :) Und wenn man jetzt weniger Energie benötigen würde um auf die gleiche Geschwindigkeit zu kommen, erhöht sich die Reichweite. Also, gar nicht mal soo realitätsfremd,oder? =)