Was passiert bei einer gleichförmigen Bewegung mit der kraft?

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3 Antworten

Theoretisch wäre es schon so, dass bei einer gleichförmigen Bewegung keine weitere Kraft mehr eingesetzt werden müsste, um eine einmal erreichte Geschwindigkeit einzuhalten - ein Flugkörper im Weltall und außerhalb jeglichen Einflusses von Gravitationskräften (auch nur theoretisch und im Idealfall des "reibungslosen" Fluges) oder auf einer stabilen Umlaufbahn um einen Planeten behält einmal beschleunigt seine Geschwindigkeit bei, ohne noch weiteren Schub erhalten zu müssen.

In der Praxis ist es nun aber so, dass ein Automotor Reibungsverluste, den Luftwiderstand, Steigungen und Kurven ausgleichen muss, um das Auto dann wieder auf die gewünschte Geschwindigkeit zu beschleunigen.

Das ist übrigens schön zu beobachten, wenn man mit aktiviertem Tempomat fährt und einen Bordcomputer im Auto hat, der den "aktuellen Verbrauch" anzeigt - jede noch so leichte Steigung und jede Kurve macht sich sofort im steigenden Spritverbrauch bemerkbar.

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PWolff 13.05.2016, 00:04

Kurven in der Ebene machen sich kaum bemerkbar.

Aber in Kurven wirken erhebliche Kräfte zwischen Reifen und Straße - eben die Beschleunigungskraft, die das Fahrzeug in der Bahn hält. (Es ist ja nur von "gleichförmiger", nicht von "geradlinig-gleichförmiger" Bewegung die Rede.)

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oetschai 13.05.2016, 10:18
@PWolff

Nun, genau genommen handelt es sich ja schon um keine gleichförmige Bewegung mehr, wenn das rollende Objekt seine Richtung ändert (-> Kurve).

Der Geschwindigkeitsvektor, der in die tangentiale Richtung (der Kurve) zeigt, zerlegt sich nun in die von den Rädern eingeschlagene Richtung und in eine radiale Komponente. Diesen radialen Anteil (der umso größer ist, je kleiner der Kurvenradius...) muss der Motor in der Kurve ausgleichen, um die gewünschte Tangentialgeschwindigkeit beizubehalten.

Dass die Reifen genügend Friktion aufbringen, um das Auto auf seiner Bahn zu halten, ist dabei vorrausgesetzt und hat mit dem Phänomen des "Geschwindigkeisverlustes" in Kurven nur insofern zu tun, als die Rollreibung sich in Kurven auch erhöht - in Abhängigkeit vom Kurvenradius.

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Ahzmandius 13.05.2016, 11:09
@PWolff

Bei Kurvenfahren ist Kraft bzw. die Beschleunigung a ja auch nicht null.

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Das Netwonsche Axiom geht wie folgt:

F=m*a

das F ist aber nicht irgendeine Kraft, sondern die Summe alle Kräfte am Körper.

In einer einfachen Modellvorstellung (keine Reibung etc.)

heißt konstante Geschwindigkeit tatsächlich a = 0 und auch F=0

Wenn du jedoch z.B. Reibung dazu nimmst.

Ist immer noch bei (v=const), dass F=m*a=0 -> a=0.

Das heißt aber keines Wegs, dass das Auto nicht beschleunigen muss, es muss eben der Reibungskraft entgegenwirken.

F=m*a

F=Freib-Fantrieb = 0

<=>

Freib=Fantrieb

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Ahzmandius 12.05.2016, 23:12

Ich muss das etwas präzisieren: F=0 gilt natürlich immer, wenn v=const.

Was ich meinte ist, dass auf der linken Seite keine Kräfte summiert werden, die dann null ergeben, da es keine gibt.

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Ahzmandius 12.05.2016, 23:17
@Ahzmandius

Kräfte summiert werden, die dann null ergeben, da es keine gibt.

Bei der einfachen Modellvorstellung (keine Reibung etc.)

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Es gibt keine "Kraft des Autos". Das, was du hier mit F = m * a ausrechnen würdest, wäre die Kraft, die benötigt würde, um das Auto mit der Masse 1 Tonne mit a zu beschleunigen. Da das Auto mit konstanter Geschwindigkeit fährt, ist diese Beschleunigungskraft gleich Null.

Du kannst aber die Bewegungsenergie (kinetische Energie) des Autos berechnen, indem du E = m/2 * v² berechnest.

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Ahzmandius 12.05.2016, 23:08

Selbstverständlich gibt es eine Kraft des Autos. Es ist eben die Kraft, die die Räder auf den Asphalt ausüben. Bei v=const hebt sich die Reibungskraft und die Antriebskraft jedoch gerade auf und deswegen ist F=0

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