Wieso Serpentinen Straße anstatt geraden?

Hallo, ich hätte eine physikalische Frage zur Energie. Könnte jemand mir bitte diese Frage beantworten. Ich bin nicht sehr gut in Physik.

Erkläre physikalisch, warum es sinnvoller ist eine Straße mit serpentinen entlang zu gehen anstatt den geraden und direkten Weg zu nutzen, um einen Berg zu erklimmen.

Danke schon mal und liebe Grüße

Answer 1

[Littlethought]

Der Energieaufwand beim geraden Weg ist sogar kleiner als beim Weg über die Serpentinen, da weniger Reibungsarbeit verrichtet werden muß. Es kommt aber nicht nur auf die Energie an sondern auch auf die nötige Kraft mit der diese Energie dann umgesetzt wird. Wenn die Kraft für den direkten Weg nicht ausreicht, kann auch die nötige Energie nicht aufgebracht werden. Deshalb gibt es dann keine andere Möglichkeit als einen längeren, deshalb energieaufwendigeren Weg zu nehmen, der aber bewältigt werden kann..

Woher ich das weiß: Berufserfahrung – Lehrer u. Fachbetreuer für Mathematik und Physik i.R.

Answer 2

[atoemlein]

Also aus der Erfahrung sollte folgendes klar sein:

• Was ist der Unterschied, ob du den kürzesten Weg einen Hang hinaufgehst, oder eben in Zickzacklinie oder Serpentinen?
• Genau, wenn du Kraft sparen willst, nimmt du einen längeren Weg
• Wenn du Weg sparen willst, musst du mehr Kraft aufwenden

Begründung:

• Physikalisch ist Energie oder Arbeit gleich Kraft mal Weg
• Wenn das eine kleiner wird, muss das andere grösser werden, wenn man am Schluss den gleichen Höhenunterschied (=Arbeit) zurückgelegt hat
• Für einen Wanderer ist es eher wurscht, weil man üblicherweise die Kraft aufbringt, sich selbst hochzuheben (=Treppensteigen).
• Aber für ein Fahrzeug (Fahrrad, Automotor) sind die Kraft und die nötige Reibungskraft (z.B. bei glitschiger Strasse) begrenzt; ein Autopneu kann gar nicht direkt steil einen Hang hochfahren, er würde durchdrehen.

Answer 3

[Genitiv67]

Schau dir an, wo die Straße beginnt und wo und in welcher Höhe sie endet. Fällt dir nichts auf?

Comments

[Anika655]

Außer der Frage gibt es nichts dazu. Selbst wenn mir etwas auffallen würde, könnte ich es nicht physikalisch erklären.

[Genitiv67]

@Anika655

Was muss man beim Fahrrad oder Auto tun, wenns bergauf geht?

Answer 4

[Aliha]

Aus dem gleichen Grund, aus dem es sinnvoller ist, eine schwere Last mit einem Flaschenzug zu heben, anstatt mit einer einfachen Rolle.

Answer 5

[kmkcl]

Es gilt Arbeit = Kraft * Weg.

Für die gleiche Höhenarbeit gilt also: Je kürzer der Weg, dest größer die notwendige Kraft. Wenn du nicht gerade Extremsportler bist, ist die Serpentine ein Kompromiss: Längerer Weg, geringere Kraft.