Kann ein Formel-1-Auto über Kopf fahren?
Hey ihr Lieben!
Ich hätte mal eine rein physikalische Frage an alle Physik-Cracks unter euch!
Könnt ihr mir dabei helfen, eine Formel aufzustellen, mit der man nachweisen kann, ob ein Formel-1 Fahrzeug in einer Tunnelröhre an der Decke fahren kann, oder nicht?
Als Beispielfahrzeug würde ich den McLaren MP4-20 nehmen mit dem Juan Pablo Montoya 2005 372,6km/h fuhr. Hier der Wikipedia-Link zu dem Fahrzeug: https://en.wikipedia.org/wiki/McLaren_MP4-20
Ich habe außerdem gelesen, dass das Fahrzeug etwa 600kg wiegt, falls das helfen sollte.
Ich freue mich schon auf eure Lösungsansätze! Vielen Dank für eure Hilfe!
3 Antworten
die 2004er autos hatten genug abtrieb um mit 180 kmh an der decke fahren zu können.
bei einer physikalischen formel dafür kann ich dir leider nicht weiterhelfen, ich bin hardcore f1 fan und kein physiker ;)
aber es sollte nicht zu schwer sein, eine formel auzustellen. informier dich mal übers thema "ground effect" und wie das aerodynamische konzept von f1 autos abtrieb erzeugt. dann sollte das klappen.
Geschwindigkeit und Masse allein nutzen nicht viel. Da braucht es schon erheblich mehr Daten, so zum Beispiel den durch die "Flügel" verursachten Anpressdruck, der bei einer solchen "Fahrt" mindestens der Schwerkraft entgegen wirken können müsste, den Luftdruck, Fahrtwind, vielleicht auch Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur und noch weit mehr atmosphärische Daten und die exakte Fallbeschleunigung und nicht nur den groben Normwert, der auf Meeresniveau (Auf welchem eigentlich? Denn das am Äquator ist ein anderes als das an den Polen.) bestimmt wurde.
Wenn bei einem Formel-1-Auto unter normalen Bedingungen, also auf der Straße, ein Anpressdruck erreicht werden kann, der mindestens 2,1g entspricht, dann sollte 0,1g bei ansonsten gleichen Daten übrig bleiben, wenn das Auto an einer Tunneldecke entlang fahren würde. Der Fahrer müsste allerdings sehr gut gesichert sein, weil diese Kraft, die auf sein Auto wirkt, den Fahrer nur begrenzt beeinflussen würde, bzw. in keiner Weise ausreichend. Außerdem würden 0,1g kaum ausreichend sein, um irgendwelche Manöver zu vollbringen, da das Fahrzeug dafür bei einem so geringen Anpressdruck bei der dafür vermutlich erforderlichen Geschwindigkeit nicht ausreichend Haftungskontakt mit festen Oberflächen hätte. Kurvenfahrten, Beschleunigen oder Abbremsen wäre dann nur in etwa so möglich, als würde die Rollreibung (oder bei einer Vollbremsung Gleitreibung) so gering sein, als wären die entsprechenden Werte zehnmal geringer, als normal für ein Fahrzeug ohne irgendwelche aerodynamisch erzeugten Anpressdruck. erst wenn ein Auto einen Abtrieb vergleichbar mit etwa 3g schafft, hätte es unter ansonsten gleichen Bedingungen den Anpressdruck an eine Tunneldecke wie ein Auto ohne aerodynamisch erzeugten Anpressdruck auf der Straße, aber diese Werte muss auch ein ideales Formel-1-Auto erst einmal erreichen.
Edit: Auch wenn meine Antwort erst einige Zeit nach den Kommentaren von Uulzos veröffentlicht wurde, habe ich nicht von diesem abgekupfert und auch nicht seine Kommmentare berücksichtigen können, da ich meine Antwort zu schreiben begann, als nur die Antwort von TheAllisons da war - ohne jeden Kommentar.
Und wer das meiste kopiert, braucht es nicht schreiben. Ich habe geschrieben.
Kurze Antwort: Ja, natürlich.
Dazu muss lediglich der Anpressdruck durch die Flügel grösser sein, als das Eigengewicht.
Ich bin mir heute unsicher, da in den letzten Jahren sooo viele Regulierungen bezüglich der Flügel und Spritverbrauch etc. geändert wurden, aber es war mal so, dass das rechnerisch bereits ab unter 200 Km/h erreicht wurde.
Aber auch die heutigen könnten das Problemlos. Die korrekte Geschwindigkeit und resultierender Anpressdruck vorrausgesetzt.
Aber, klar, Physikalisch problemlos möglich. Flugzeuge können ja auch fliegen.
Die Formeln gibt es alle schon. Einfach mal Googlen, da wirst fündig.
Hier nen Wikipediaauszug.
Formel-1-Fahrzeuge entwickeln mehr Anpressdruck als ihr eigenes Gewicht. Bei 240 km/h erreicht ein Formel-1-Rennwagen zum Beispiel 16 kN Abtrieb (bei einem c w {\displaystyle c_{\mathrm {w} }} -Wert von 0,93), somit das 2,7fache seines Gewichts von 620 kg (Fahrzeug inklusive Fahrer). Der Wagen könnte damit wohl „an der Decke fahren“[2][1], er benötigt den zusätzlichen Anpressdruck jedoch auch zur Überwindung des Luftwiderstands. Der Rennwagen erreicht eine mögliche Querbeschleunigung von 3,7 g, bei einer Haftreibungszahl von 1,8[3] eine Querbeschleunigung von 4,5 g
Könntest du mir vielleicht die Formeln für den Rechenweg senden? Ich weiß selber nicht, welcher Wert denn größer sein muss, so dass das Auto an der Decke fahren könnte - und wie man auf diesen Wert kommt :)
Ne, sorrY, das ist auch keine einfache Formel.
Du brauchst ja nicht nur den Anpressdruck gegen das Gewicht. es kommt ja auch drauf an, ob das auto kurven an der decke fahren soll, dann musst noch die Reibung der Kurvenfahrten mitberechnen etc.
Windwiederstand, also Luftreibung, Luftdruck etc.
Schau dir mal den Artikel in Wikipedia an, da steht nen bissl was dazu.
Aber bin kein Physiker und das ist mehr, als nur das berechnen eines freien falls :D
Hehehe...tja wer langsam schreibt kommt eben später :DD *fg*