Gleiche Schräglage bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten..

[momsi]

Hi Leute,

mal ne Frage zur Fahrphysik:

Wenn ich mit dem Mopped ne Kurve bzw. n Kreis fahre, und das ganze langsam, aber mit einer bestimmten Schräglage, sagen wir, 40° . Dann ergibt sich ein kleiner Radius.

Das Ganze jetzt in schnell, also höhere Geschwindigkeit, größerer Radius, aber trotzdem 40° .

Bei beiden Fällen müsste die Zentrifugalkraft gleich sein.

Aber ist die Belastung der Reifen auch gleich, oder werden sie von höherer Geschwindigkeit auch mehr belastet ?

Angenommen ich fahre den beschriebenen kleinen Kreis mit kleiner Geschw. und die Reifen befinden sich an ihrer Belastungsgrenze, sind sie dann auch an ihrer Grenze, wenn man einen größeren Kreis schneller, aber mit exakt der selben Schräglage fährt ?

Gleiche Haftungsgrenze (Reibungszahl) wird angenommen und der Beschleunigungsvorgang wird nicht berücksichtigt.

Ich hoffe ihr versteht die Frage ^^

Viele Grüße,

momsi

[MrPalmenwedel]

Mein nachredner hat recht

[rustyjames]

Hmm ich hoffe ich red jetzt keinen Mist.
Grundsätzlich kann man sagen dass bei höherer Geschwindigkeit mehr Schräglage möglich ist.

Die Zentrifugalkraft wirkt ja irgendwo der Schwerkraft entgegen weil man sonst umkippen würde.
Die Formel dafür ist F=mv²/r, die Geschwingikeit steht im Quadrat.
Das heißt bei doppeltem Radius doppelter Geschwindigkeit wird die Kraft nicht linear größer sondern quadratisch und je höher die Zentrifugalkraft ist desto größere Schräglagen sind möglich.

[Gelöschter Benutzer 16394]

? höhere Zentrifugalkraft wirkt zwar der Schwerkraft entgegen.
Aber der Radius der Kurve spielt sicher auch eine Rolle.
Hier mal die Praxis.
http://www.gofastvideo.com/video/488/Asian-Cone-Racing


sieht so aus ob die Schrägläge nicht von der höhren Geschwindigkeit abhängig ist.
Den Rest kann ja jemand erklären der mehr Ahnung hat als ich.

[momsi]

Das heißt bei doppeltem Radius doppelter Geschwindigkeit wird die Kraft nicht linear größer sondern quadratisch und je höher die Zentrifugalkraft ist desto größere Schräglagen sind möglich.

Also:

1. wirkt die Zentrifugalkraft nicht der Schwerkraft entgegen, sondern sie richtet die resultierende Kraft in den gleichen Winkel wie die Schräglage, so das die resultierende Kraft vom Schwerpunkt in Richtung Auflagefläche wirkt (so erklären sich auch die niedrigeren Winkel beim Hang-Off).
Auch bei einer kleinen Geschwindigkeit sind große Schräglagen möglich, der Radius muss halt entsprechend klein sein.

2. war keine Bedingung gestellt, das der Radius linear steigen soll, das sollte ja wohl jedem klar sein, das er das nicht tut ^^

Die Frage war ja auch nur, ob bei einem beliebig größeren, aber schneller und größerer Schräglage gefahrenem Kreis die Reifen mehr belastet werden.


Kurz um, wenn mein Mopped es schafft, in einem 10 km/h Kreis mit der Raste auf n Boden zu kommen, aber die Reifen an ihrer Grenze liegen,
kann ich dann auch mit 220 km/h n Kreis auf der Raste fahren ?

[r4tZ]

Bei gleicher Schräglage muss die Zentrifugalkraft gleich groß sein, das ergibt sich aus dem Momentengleichgewicht um den Radaufstandspunkt, da sich die Gewichtskraft des Motorrads ja nicht ändert. Diese Zentrifugalkraft stützt der Reifen ggü. der Straße ab, wird bei gleicher Schräglage also gleich belastet. Somit spielt die Geschwindigkeit eigentlich keine Rolle, in der Praxis walkt der Reifen bei höheren Geschwindigkeiten aber mehr (anders gesagt: häufiger) und würde damit schneller erwärmt. Für eine einmalige Kurvenfahrt sollte das aber egal sein.

[RolandF]

Ich mach mal grad Copypasta aus Wikipedia (andere Leute kriegen dafür nen Doktor *seufz*):

Eine Kurve kann als Teil einer Kreisbahn betrachtet werden. Legt sich der Fahrer in die Kurve, ist der Neigungswinkel, bei dem er nicht stürzt, abhängig von Fahrgeschwindigkeit und Kurvenradius. Je schneller die Fahrt und je enger die Kurve, desto größer muss der einzunehmende Neigungswinkel sein. Dieser ist eindeutig bestimmbar: Die Verbindungslinie zwischen Schwerpunkt und Unterstützungsfläche muss nämlich in Richtung der Resultierenden von Fliehkraft und Anziehungskraft verlaufen. Für den Neigungswinkel α zwischen der Resultierenden und der Senkrechten gilt daher:

tan(alpha) = v²/(r*g)
[also Schräglagenwinkel = arctan(Geschwindigkeit² / (Kurvenradius * Schwerebeschleunigung))]

Dabei ist v die Geschwindigkeit in m/s, r der Kurvenradius in m und g die Schwerebeschleunigung in m/s², auf der Erde 9,81 m/s².
[...]

Also ist die Schräglage quadratisch abhängig von der Geschwindigkeit und (antiproportional) linear vom Radius.


Die Zentrifugalkraft ist sehr wohl von der Geschwindigkeit abhängig.
Die Formel für die Zentrifugalkraft ist:
Fz = Masse * [Winkel]geschwindigkeit² * [Kruven]Radius

Und nochmal Wikipedia:

Für einen ruhenden Beobachter wirkt auf das Fahrrad eine zum Kreismittelpunkt gerichtete Zentripetalkraft, die durch die Haftreibung der Laufräder aufgebracht wird. Der Haftreibungskoeffizient bestimmt nun den maximalen Neigungswinkel, dessen Überschreitung zum Wegrutschen des Vorderrades und zum Sturz führt. Vor engen Kurven und auf schmierigen, schotterigen oder glatten Bodenbelägen ist also ein Abbremsen notwendig, weil die Reibung sonst nicht ausreicht, eine der Fliehkraft betragsgleiche Zentripetalkraft aufzubringen.

Die Formel für die Zentripetalkraft ist:
Fz=(Masse * Geschwindigkeit²) / [Kurven]Radius

Irgendwann wird man also an einem Punkt angekommen sein, an dem die Reifen die auftretenden Kräfte (vornehmlich die nach innen wirkende Zentripetalkraft) nicht mehr aufbringen und dann geht die Haft(/Roll)-Reibung in eine Gleitreibung über. Denn die Kraft steigt ja (siehe Formel für die beiden Kräfte) quadratisch mit der Geschwindigkeit an.


...oder so.

[utzibbg]

Ob es jetzt rechnerisch stimmt, weiß ich nicht, aber bei kleineren Radien kann ich eine größere Schräglage fahren, als bei großen Radien.
Durch die Fahrphysik wird der Reifen bei hohen Geschwindigkeiten eher die Haftgrenze überschreiten, als bei kleinen v.
Wenn jemand einen kleinen Kreis fährt mit relativ geringer Geschwindigkeit und jeman parallel dazu einen größeren Kreis, muss dieser eine wesentlich höhere Geschwindigkeit mit größerer Schräglage fahren, damit er mithalten kann.
Ich behaupte mal, daß man in kleinen Kreisen mehr Reserven hat, als in großen.

[flyingernst]

siehe pdf

Zusammenhang Schräglage und Kraft.pdf

(141.48 KiB) 131-mal heruntergeladen

Was bei der Rechnung ausbleibt ist dass der Reifen durch die Kräfte eigentlich walgt und deswegen der Kontaktpunkt Reifen zu Straße eigentlich leicht versetzt ist, was auch zum Aufstellmoment eines Reifens beisteuert (denke ich, edit: das hat wahrscheinlich mehr mit der Form des Querschnittes zu tun), aber das kann man hier erstmal aussen vor lassen.

[momsi]

Hmm .. leute, nicht böse sein, aber die rechnerische Sicht ist mir bewusst.

Ich bin ja nicht umsonst im Physik LK und hab da 13 Punkte ....

Aber die Realität stimmt oftmals nicht mit der Theorie überein.

Meine Frage war eig. eher an den Motorradfahrer, und weniger den Physiker, in einer Person gestellt.

Die Reifen werden doch mit Sicherheit durch höhere, und in dem angenommenen Fall sogar sehr sehr viel höhere, Geschwindigkeit auch mehr belastet, das merkt man ja schon allein daran, das der Abrieb bei 300 wesentlich höher als bei 30 ist, oder nicht ?!

Also noma uf janz plattem deutsch:

Ich fahre mit 30 im Kreisverkehr in der Stadt und die Raste kratzt, ich denk "geil", nochma n bisl weiter runter, und schwubs, lieg ich da. Die Raste war also bei 30 der letzte mögliche Schräglagenwinkel.

Jetz Fahre ich mit 250 sehr sehr großen Kreis, krirg ich die Raste zum kratzen, oder leg ich mich vorher auf die Verkleidung, oder gehts gar weiter ? ....

Hier sind auch wieder gleiche Straßen-/Reifenverhältnisse angenommen, und nein, im Kreisbverkehr lege ich mich nicht lang, weil ich mich erschrecke


P.S.: die Situation ist ausgedacht, ich hab mich noch nicht lang gemacht, außer damals, als der Hund mir vors mopped gesprungen is .......



Danke und viele Grüße,

momsi

[Taldor_SV]

wird denn der kreis wirklich größer nur weil du schneller fährst?
der kreis hängt doch auch von der größe des radstandes ab und der verlängert sich ja nicht

ich für meinen teil würde sagen das irgendwann die fliehkraft so groß wird das es dich aus der kurve haut

[momsi]

wird denn der kreis wirklich größer nur weil du schneller fährst?
der kreis hängt doch auch von der größe des radstandes ab und der verlängert sich ja nicht

ich für meinen teil würde sagen das irgendwann die fliehkraft so groß wird das es dich aus der kurve haut

bei gleicher Schräglage und höherer Geschwindigkeit MUSS der Radius auch größer geworden sein... bei einer stabilen Kurvenfahrt, bei speziellen fällen wie über- oder untersteuern ist das bestimmt wieder anders

[Atreju]

Ich bin zwar nicht ein Physikguru, aber in Mathe bin ich doch recht gut und wage darum mal folgende Aussage:

Nach meinen Erfahrungen kann man bei niedriger Geschwindigkeit mehr Schräglage erreichen, wenn man den Lenker dafür mehr einschlägt (sonst kippt man in die Kurve um)

Ich kann es nicht beweisen und mag auch nicht gerade mit Formeln um mich werfen, aber ich habe das Gefühl, dass die Zentrifugalkraft bei Grossen Geschwindigkeiten grösser ist im Verhältnis zur Schräglage als bei niedriger Geschwindigkeit.

UNd: schonmal probiert z.b. bei 140sachen die Rasten auf den Boden zu bringen? Ich kann mir nicht vorstellen, dass dies möglich ist, da verliert der Reifen doch vorher der Grip. weil für dass die Rasten aufsetzen ist ein kleinerer Radius von nöten, oder?

Dies ist aber mehr Motorradbauartbedingt denke ich mal.. Grunsätzlich sollte es auch möglich sein, oder?

also als Antwort für den TE:

Mit einem Motorrad ind er Praxis denke ich mal sind bei kleineren Geschwindigkeiten grössere Schräglagen möglich.

[momsi]

Generell habe ich auch das Gefühl, das man das bei hohen Geschwindigkeiten eher nicht ausprobieren sollte ^^

aber das Verhältnis zwischen Schräglage und Zentrifugalkraft bleicht immer gleich.

Mich würde das mal sehr interessieren, ich würde mich ja zum Selbstexperiment zur Verfügung stellen, aber mein Mopped und meine Kleidung nich ....

[Drifter76]

weg