Welche Geschwindigkeit können Fahrzeuge mit Radantrieb erreichen, wenn der Luftwiderstand wegfällt?

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6 Antworten

Die Frage hat ein paar zu viele Freiheitsgerade um vernünftig beantwortet zu werden. 
Dass der Luftwiderstand weg fällt, macht sich besonders bei hohen Geschwindigkeiten bemerkbar, da er mit dem Quadrat der Geschwindigkeit steigt. 
Dazu kommt noch der Rollwiderstand, der vom Rollwiderstandskoeffizienten der Räder auf dem Untergrund aber auch der Geschwindigkeit abhängt. Gummi auf Asphalt hat etwa 0,008, ein Eisenrad auf einer Eisenschiene etwa 0,0015. Wenn man diesen noch weiter mindert, braucht man am Ende weniger Leistung. 
Den Steigungswiderstand können wir vernachlässigen, da wir auf einer Ebene fahren. 
Zu guter letzt noch der Beschleunigungswiderstand einer rotierenden Masse. 
Auch den können wir vernachlässigen, wenn wir die Masse der Räder klein halten, nur langsam rotierende Teile verwenden und langsam beschleunigen.

Man sieht, nur der Rollwiderstand ist von der Geschwindigkeit abhängig. 
Die Antriebsleistung muss nun so groß sein, dass sie die Widerstände überwinden kann. Dabei gillt die Formel: P_A = F_A * v 
Heißt, je größer die Geschwindigkeit sein soll, desto größer muss auch die Leistung werden. Im Modell können wir annehmen, das F_A kostant ist. Die benötigte Leistung ist also proportional zur Geschwindigkeit. 

Wie das jetzt mit der Grenze zur Lichtgeschwindigkeit aussieht, musst du einen Physiker fragen, das haben ich nicht studiert :D. Ich weiß nur, dass (relativ) nichts schneller als das Licht sein kann.

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im Prienziep unendlich.

Weil ohne Luft entfällt auch die Schallmauer komplett.

Und ohne den Luftwiederstand braucht man auch viel, viel viel weniger Leistung bei hohen Geschwindigkeiten.

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Also da nur der Luftwiderstand wegfällt, schätze ich mal einige hundert KHM weil natürlich der Rollwiderstand der Reifen bestehen bleibt. Die stabiler der Reifen desto höher sein Gewicht und desto mehr Energie wird benötigt ihn anzutreiben.

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PeterPan008 03.10.2017, 00:20

je stabiler*

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Mit der richtigen Antriebstechnik und materialien könnte man so rein theoretisch sicher annähernd lichtgeschwindigkeit erreichen.

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jobul 03.10.2017, 00:20

Sicher nicht!!!

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DJFlashD 03.10.2017, 00:22

mit den richtigen materialien? wer sagt, dass diese bereits entdeckt/erfunden wurden?

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kommt ganz drauf an wie du antreibst. im endeffekt so schnell das dir entweder der motor oder die Radlager schlapp machen

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jobul 03.10.2017, 00:15

Motor wie schnell, Lager wie schnell. Was ist mit Elektromotor möglich?

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X3rr0S 03.10.2017, 00:20
@jobul

haha wenn ich jetzt maschinenbau studiert hätte könnte ichs dir sagen^^ mit herkömmlichen Autos könntest du schätze ich mal Pro Fahrzeug zwischen 20 und 50 km/h draufrechnen bis der Motor an die Grenze seiner übersetzung kommt, würde man die anpassen ging bestimmt noch mehr aber wie viel das ist... keine ahnung

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ohne Luftwiderstand kannst du das anhand der theoretischen Getriebübersetzung errechnen. Antworten wie ''unendlich'' gehen schonmal nicht, weil es mehr begrenzende Faktoren gibt, wie den Luftwiderstand. 

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jobul 03.10.2017, 00:18

Dazu bin ich zu blöd. Mich interessieren die begrenzenden Faktoren. Was hält ein Stahlrad aus an Rotation?

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Beamer97 03.10.2017, 00:42
@jobul

Ich denke, das wäre zu kompliziert. Ich kann dir nicht sagen, was ein Stahlrad wiegt. Ne 18 zoll Alufelge wiegt um die 10kg schätz ich plus Reifen 20 kg pro Reifen x4 bist du bei 80 kg rundum. Nehmen wir mal an das Stahlrad wiegt 50 kg, dann wären das pro Rad 30 kg mehr als die Alufelge mit Gummireifen. Da ungefederte masse dass 4 fache wiegt sind wir hier bei 30 kg x4 (rundum) x 4, also 480 kg Zusatzgewicht über die Reifen. ich schätze, dass kein Stahlrad mehr als 80 -100 kmh fahren kann, ohne zu eiern, von daher ist die Maximale Rotationsfährgkeit ohnehin egal. 

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