Wie erkläre ich folgende Fragen physikalisch?
Hallo Leute könnt ihr mir bitte bei den folgenden Frage helfen?
1.Warum muss ein rasanter Autofahrer eine Kurve ,,schneiden"?
2.,,Kurvenscheiden" ist deswegen so gefährlich und daher verboten, weil man bei plötzlichem Gegenverkehr zum Ausweichen eine sehr enge Kurve fahren müsste. Warum ist dies häufig nicht möglich?
3 Antworten
Das schneiden einer Kurve heißt das man von weit aussen die Kurve anfährt, zum Scheitelpunkt hin nach innen fährt und am Ende auch wieder weit aussen ist um quasi mit dem größtmöglichen Kurvenradius zu fahren bei kürzestmöglicher Strecke. Dadurch reduziert man die seitlichen g Kräfte um mit einer höheren Geschwindigkeit fahren zu können.
Sollte der Fahrer jetzt ausweichen müssen müsste der seinen gefahrene Linie rasant ändern was dazu führt das die Seitenführungskraft der Vorderräder Überschriften wird und das auto ins Untersteuern gerät. (Die Lenkbewegung wird vom auto also nicht mehr akkurat umgesetzt) Ein zusätzliches bremsen erhöht dabei die Belastung der Vorderräder weswegen das auto noch stärker ins schleudern gerät. (Der Schwerpunkt verlagert sich auf die Vorderachse und jetzt reicht die Seitenführungskraft der Hinterräder nicht mehr aus weswegen das Heck ausbricht).
Die Erklärung ist natürlich stark vereinfacht sollte aber ausreichen.
Deswegen also im öffentlichen Straßenverkehr niemals die Kurven schneiden(zumindest nicht soweit das man in eine andere Fahrspur gerät) und nicht während der Kurve bremsen.
Wenn man auf einer abgesperrten Rennstrecke rasant fahren möchte sollte man nur vor der Kurve bremsen(Fuss von der bremse sobald du mit dem lenken beginnst) und mit leichtem gas (nur so viel das du die Geschwindigkeit hältst) durch die Kurve selbst fahren um das auto so stabil wie möglich zu halten. Ab dem Scheitelpunkt kann man dann gefühlvoll bis zum kurvenausgang beschleunigen.
Gefährlich wirds für den Autofahrer, wenn die Zentrifugalkraft in der Kurve größer wird als die Haftkraft der Reifen, denn dann fliegt er aus der Kurve.
Die maximale Haftkraft der Reifen wird durch den Reibungskoeffizienten mü bestimmt: Fh = m * g * μ
Die von den Reifen aufzubringende Zentripetalkraft berechnet sich zu:
Fzp = m * v^2 / r mit r = Kurvenradius.
Schneidet man die Kurve und fährt so schnell, dass Fzp nur geringfügig kleiner als Fh ist, geht es gerade nochmal gut.
1) Schneiden bedeutet, man vergrößert künstlich r und kann damit ein größeres v fahren, damit Fzp < Fh bleibt.
2) Man hat durch das Schneiden bei rasanter Fahrt r kpnstlich vergrößert und kann deshalb v ebenfalls groß wählen. Wird nun aber durch Ausweichen r plötzlich wieder klein, v bleibt aber groß, wird Fzp > Fh, und das bedeutet, die Reifen verlieren den Grip und man fliegt aus der Kurve.
Zentrifugalkraft und Zentripetalkraft sind inhaltlich das gleiche, bloß aus einer anderen Perspektive betrachtet. Auf das Auto wirkt die Zentrifugalkraft (eine Scheinkraft) und die Reifen bringen eine gleichgroße Zentripetalkraft auf, um das Auto in die Kurve zu zwingen.
Die Zentrifugalkraft bzw. erforderliche Zentripetalkraft dürfen nie größer sein als die Haftreibungskraft (Grip) der Reifen, sonst fliegt man.
Der Physiker sagt Haftreibungskraft, der Rennfahrer sagt Grip. Beide meinen aber das selbe.
- er erhöht so den gefahrenen Radius, was zu geringeren Zentrifugalkräften führt.
- weil eben diese Kräfte die enge Bahn nicht zulassen
Vielem Dank und bei der ersten Frage heißt es also die Zentrifugalkraft muss kleiner als die Fliehkraft bleiben? Habe ich es richtig verstanden?