Raddurchmesser= Kraft, bzw Geschwindigkeit?
Moin
Ich hab ein E Bike, ein kleines Klapprad. Das hat ein 24er Rad. Wenn ich den Radmotor nun in ein 28er Rad einbaue, dann müßte es doch schneller fahren?
Dann noch eine Frage. Wenn ich gleich lange Tretkurbeln und Zahnradgröße am Hinterrad hätte, aber einmal ein 26er und anderes mal ein 28er Rad, wie ist das mit den Käften am Reifen?
Hebelgesetz, je länger der Weg, je größer die Kraft. Wenn sich an der Radnabe nichts ändert, an der Tretkurbel auch nicht, ebenso das Zahnrad bleibt gleich, dann müßte doch bei einem 28er Rad eine größere Kraft entstehen, als bei einem 26er, bzw., 24 Rad?
Vergeßt mal Reibung usw.
2 Antworten
Das hat ein 24er Rad. Wenn ich den Radmotor nun in ein 28er Rad einbaue, dann müßte es doch schneller fahren?
Wenn man annimmt, dass der Motor gleich schnell dreht, ist das richtig. Allerdings muss die Kraft des Motors dafür ausreichen. Denn:
Hebelgesetz, je länger der Weg, je größer die Kraft. Wenn sich an der Radnabe nichts ändert, an der Tretkurbel auch nicht, ebenso das Zahnrad bleibt gleich, dann müßte doch bei einem 28er Rad eine größere Kraft entstehen, als bei einem 26er, bzw., 24 Rad?
Nein, andersrum. Der Motor wirkt gegen einen größeren Hebel. Nimm' mal eine große Wasserflasche und halte sie einmal dicht am Körper in der Hand, und einmal am ausgestreckten Arm. In welchem Fall brauchst du mehr Kraft?
Beim Motor ist es einfacher, die Gesamtübersetzung zu betrachten. Ein 24"-Rad macht bei einer Umdrehung eine Strecke von 188 cm. Ein 28"-Rad macht bei einer Umdrehung hingegen 223 cm Strecke. Wenn also sonst alles gleich ist, verteilt sich die Energie, die der Motor in eine Umgebung steckt, also auf 19 % mehr Strecke. Wenn sich die Energie auf mehr Strecke verteilt, hast du auf der gleichen Strecke weniger Energie.
Diese beiden Effekte heben sich bei einem Elektromotor gegenseitig annähernd auf. Das, was das Rad pro Umdrehung mehr Strecke macht, frisst auch die höhere Übersetzung an Kraftentfaltung. Dadurch, dass der Motor beim kleineren Rad weniger Widerstand erfährt, dreht er schneller. Und beim größeren Rad hat der Motor einen größeren Widerstand und dreht dafür langsamer. Das Ergebnis sind annähernd gleiche Höchstgeschwindigkeiten.
Annähernd deshalb, weil auch die Leistungsfähigkeit bzw. Effizienz von Elektromotoren ein Bisschen von der Drehzahl abhängt. Aber längst nicht in dem Maße, wie bei einem Verbrennungsmotor.
Hebelgesetz
Wo ist der Denkfehler?
Beim Hebelgesetz wirkt die Kraft am Ende des Hebels, nicht an dessen Drehpunkt. Der Antrieb eines Fahrrades wirkt aber am Drehpunkt; das "Hebelende" wäre dann der Kontaktpunkt zwischen Rad und Boden.
Dementsprechend:
Wenn ich gleich lange Tretkurbeln und Zahnradgröße am Hinterrad hätte, aber einmal ein 26er und anderes mal ein 28er Rad, wie ist das mit den Käften am Reifen?
Du brauchst bei den großen Rädern mehr Kraft, um gleich schnell zu kurbeln. Dafür bekommst du aber auch eine höhere Geschwindigkeit. Für die gleiche Geschwindigkeit trittst du bei den größeren Rädern langsamer. Was übrigens kontraproduktiv ist, denn die Effizienz der menschlichen Muskeln hängt stark von der Bewegungsgeschwindigkeit ab. Die meisten Hobbyradfahrer treten ohnehin schon zu langsam und verschenken damit Effizienz.
Von 24er auf 28er Rad hast du eine höhere endgeschwindigkeit aber es dauert länger diese zu erreichen weil der Motor mehr Kraft braucht um das größere Rad zu drehen. Könnte sogar sein dass du damit manche steigung nicht mehr schaffst