Physik, Mechanik - Dichte?

Hallo, kann mir bitte jemand helfen?

Ich habe diese Physik Hausaufgabe bekommen und komme wirklich nicht weiter.

Ich wäre richtig dankbar wenn jemand mir helfen würde.

welcher material wäre für einen fahrradrahmen am geeignetsten. Begründe deine Aussage.

stahl mit einer Dichte von 7,8 g/cm3

Aluminium, 0,5dm3 wiegen 1350g

Carbon 1dm3 wiegt 1700g

Answer 1

[Anstooppe]

Wenn es dabei nur ums Gewicht geht, dann Carbon.

wenn es um die Beschaffenheit geht, muss man mehrere Faktoren einbeziehen. Zum einen den Fahrer. Ich zum Beispiel kann kein Carbon-Fahrrad fahren, weil ich dafür zu schwer bin. Auch muss man sich Gedanken über Stabilität machen, ein Downhillfahrer muss auch auf das Gewicht des Rades achten.

Stahl ist aber gänzlich ungeeignet, weil es einfach viel zu schwer ist.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung

Comments

[Anstooppe]

Stahl hat ein Gewicht von 7,8g/cm3

Aluminium hat ein Gewicht von 2,7g/cm3

Carbon hat ein Gewicht von 1,7g/cm3

Du musst quasi nur die Einheiten umrechnen. In Kubik ist es der Faktor 1000

[spelman]

Ein guter Stahlrahmen ist nicht unbedingt schwerer als ein Alu-Rahmen. Stahl hat ja ganz andere Eigenschaften als Alu. Außerdem können Stahl-Vorderad-Gabeln federn, was eine schwere Federgabel überflüssig macht.

Hier ein solides Rad mit Stahlrahmen und guter Ausstattung, zwei Gepäckträgern, Gewicht 15,3kg.

https://www.diamantrad.com/bike/villiger-s-bl-2022-my22-1/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=diamant_villiger&utm_source=bm23&utm_medium=email&utm_term=Zum+Diamant+Villiger&utm_content=Zum+Diamant+Villiger&utm_campaign=GAS+Consumer+20210921+Diamant+Newsletter&_bta_tid=05684649825476430485120483310707281281744722776400844430156508302906150630790939064494704106614975280658&_bta_c=jeebn2uel6rrq1c8r28tohansh6vv

Answer 2

[spelman]

Berechne von Aluminium und Carbon anhand der gegebenen Werte die Dichte. Grnge Dichte bedeutet niedriges Gewicht. Euer Lehrer will sicher hören, dass das Material mit der geringsten Dichte das geignetste sei.

Eigentlich müßte man aber nicht die Dichte vergleichen, sondern Bauteile gleicher Festigkeit. Es kann ja sein, dass Aluminium zwar leichter ist (geringere Dichte), andererseits die Bauteile dicker ausgeführt werden müssen, wodurch die letztlich nicht deutlich leichter als Stahl sein könnten.

Faktisch ist natürlich Carbon ein super Material, allerdings sehr empfindlich. Geringe Einkerbungen können zum Bruch führen. Einen guten gemufften und hartgelöteten Stahlrahmen hingegen kannst Du ewig benutzen, ohne dass da etwsa kaputt geht. Somit ist die Frage nach der Eignung immer von den Kriterien abhängig, die man heranzieht.