Wieviel PS macht Gewicht Nachteil wett?
Ich hab schon von Power to weight ratios gehört und allem und mir ist bewusst, dass Gewichtverluste auch in Kurven einen großen Unterschied bringen aber ich möchte jetzt nur die Beschleunigung betrachten. Sagen wir ich habe ein Motorrad, das wiegt 100kg (Fahrer wiegt von mir aus 0 Kilo). Es hat eine Leistung von konstanten 100kW.
Dann gibts noch ein zweites schweres Motorrad, das wiegt 200kg. Wieviel PS bzw kW müsste es haben um genau die selbe Beschleunigung zu kriegen? Wenn euch irgendwelche größen Fehlen dann nehmt die einfach an.
Mit meinen Physik Kenntnissen komme ich da nicht weiter. F = m x a, also a = F/m,
aber wie ich da aus der Leistung die Kraft rauskriege...
Egal, ich hoffe ihr seid da schlauer als ich und könnt mir das hier, was ich mich schon lange frage, erklären.
2 Antworten
Die entscheidende Kennzahl, von der die Beschleunigung direkt abhängt, ist das sogenannte Leistungsgewicht. Das ist der Quotient aus Masse durch PS.
Anders gesagt: ein doppelt so schweres Fahrzeug braucht auch doppelt so viele PS, um dieselbe Beschleunigung zu erreichen wie das leichtere Fahrzeug.
Beispiele:
Alpine A110S, 1120 kg, 292 PS: 3,8 kg/PS, 0 - 100 km/h 4,4 s
AMG C63 1770 kg, 476 PS, 3,7 kg/PS, 0 - 100 km/h 4,6 s
AMG S65 2200 kg, 630 PS, 3,5 kg/PS, 0 - 100 km/h 4,3 s
Physikalisch lässt sich das so erklären: Beschleunigen bedeutet, man muss die kinetische Energie erhöhen.
Ekin = 1/2 * m * v^2
v ist bei allen gleich, 100 km/h
Ekin ist direkt von der Masse abhängig: doppelte Masse, doppelte Ekin.
Leistung ist Energieänderung pro Zeiteinheit:
P = ∆E/t
t = ∆E/P
Man braucht also für dieselbe Zeit bei doppelter Masse auch die doppelte Leistung.
Dass bei gleichem Leistungsgewicht dann doch minimale Unterschiede bei den Zehntelsekunden auftreten, liegt an kleinen Unterschieden bei Reifen, Gewichtsverteilung, Getriebeabstufung etc.
Ich wollte nicht zu ausschweifend werden und habe mich deshalb auf den Bereich von 0 auf 100 km/h beschränkt. Da spielt der Luftwiderstand noch keine Rolle.
Richtig ist jedoch dein Hinweis bei Bereichen hoher Geschwindigkeiten. Je dichter man an die Höchstgeschwindigkeit rankommt, die bei leichten Fahrzeugen mit weniger Leistung niedriger liegt als bei schweren Fahrzeugen mit hoher Leistung, umso mehr Einfluss bekommt der Luftwiderstand bei der Beschleunigung.
Dieser Unterschied in der Beschleunigung macht sich dann auf jeden Fall in Bereichen über 200 km/h bei der weiteren Beschleunigung deutlich bemerkbar. Bis dahin sind die Unterschiede noch nicht sehr groß.
Konkret Beschleunigungen 0 - 200 km/h:
Alpine A110S: Höchstgeschwindigleit 260 km/h; 0-200: 16,3 s
AMG C63: Höchstgeschwindigkeit offen 280 km/h; 0-200:14 s
AMG S65: Höchstgeschwindigkeit offen 300 km/h; 0-200:13,1 s
Man sieht da schon, dass die Beschleunigungen beginnen auseinanderlaufen.
Dass bei gleichem Leistungsgewicht dann doch minimale Unterschiede bei den Zehntelsekunden auftreten, liegt an kleinen Unterschieden bei Reifen, Gewichtsverteilung, Getriebeabstufung etc.
Welchen Einfluss soll die Gewichtsverteilung aud die Beschleunigung haben?
Welchen Einfluss soll die Gewichtsverteilung aud die Beschleunigung haben?
Die spielt vor allem am Anfang auf den ersten Metern im 1. und 2. Gang eine Rolle, wenn man noch nicht die volle Leistung nutzen kann, da dabei die Räder durchdrehen könnten. Je mehr die Antriebsräder belastet werden umso mehr Leistung kann man dann auf die Straße bringen. Bestes Beispiel ist der Porsche 911 mit seinem Heckmotor, der dadurch eine besonders gute Traktion beim Beschleunigen aus dem Stand oder dem Herausbeschleunigen aus langsamen Kurven hat.
Rechnen wir das mal nach deiner Logik zusammen und sehen wir mal obs aufgeht:
-Supermoto 60PS auf 112kg (0,54 PS/kg)
-Supersportler 200PS auf 200kg (1 PS/kg)
Deiner Logik nach, müsste ein Supersportler also in etwa doppelt so schnell Beschleunigen. Stimmt in der Praxis aber nicht. Nicht mal ungefähr.
1) Hast du konkrete Zahlen zum Vergleich?
2) Speziell bei Motorrädern darf man den Fahrer nicht vernachlässigen, weil der einen erheblichen Einfluss auf die zu beschleunigende Masse hat. Bei einem Fahrer mit 75 kg würde das dan so aussehen:
Supermoto: 190 kg / 3,2 kg/PS
Supersportler: 275 kg / 1,3 kg/PS
3) Speziell bei Motorrädern kommt noch der Effekt dazu, dass man speziell am Anfang gar nicht die volle Leistung nutzen kann. Wenn man bei einem Supersportler aus dem Stand das Gas voll aufreißt, steigt sie hoch und wirft einen ab.
1) Supermoto 0-100 km/h: 3,5s
Supersportler 0-100 kmh/h: 3,0s
Passt also nicht.
2) Stimmt, trotzdem passt das Verhältnis nicht.
3) Genau das ist der Punkt. Es gibt viele andere Dinge die zu berücksichtigen sind. Deswegen kann man nicht alleine anhand des Leistungsgewicht die Beschleunigung ablesen.
3) Genau das ist der Punkt. Es gibt viele andere Dinge die zu berücksichtigen sind. Deswegen kann man nicht alleine anhand des Leistungsgewicht die Beschleunigung ablesen.
Bei Motorrädern stimmt das auf jeden Fall wegen der erwähnten Gründen. Bei Autos stimmt die Betrachtung über das Leistungsgewicht aber weitgehend, wie anhand meiner Beispiele zu sehen ist.
Je geringer die Leistung der Fahrzeuge ist, umso weniger spielen "sonstige Gründe" eine Rolle und die Betrachtung über das Leistungsgewicht wird immer genauer. Bei Fahrzeugen, die übermotorisiert sind und man deshalb Probleme hat, die Leistung auf den Boden zu bringen, stellt dies einen begrenzenden Faktor bei Beschleinigungen im niedrigen Geschwiindigletsbereich dar. Da kann man die mögliche Beschleunigung aufgrund der Leistung erst bei hohen Geschwindigkeiten voll ausspielen.
Das ist beim Auto auch nicht anders. Allein durch Änderung der Übersetzung kannst du enorme Unterschiede in ein und dem selben Fahrzeug erzeugen. Von der Fahrbahn oder den Reifen brauchen wir garnicht erst reden.
Es ist nicht möglich alleine anhand des Leitungsgewicht die Beschleunigung vorherzusagen. Auch nicht grob abschätzen. Es gibt viele andere Variablen die mindestens genauso bedeutsam sind. Das trifft fur schwachmotorisierte Fahrzeuge zu wie für starke.
Erzähl mal einem Rennradfahrer es wäre egal ob er mit nem Aerobike bergab beschleunigt oder nem Hollandrad mit Fallschirm dran bei Windstärke 9 nen Bergpass hochradelt, solange das Leistungsgewicht gleich ist. Da sollte doch für jeden ersichtlich sein, dass das Leitungsgewicht alleine rein garnichts aussagt.
Das ist beim Auto auch nicht anders. Allein durch Änderung der Übersetzung kannst du enorme Unterschiede in ein und dem selben Fahrzeug erzeugen.
Nun ist es aber in der Praxis so, dass die Hersteller die Getriebe optimal auf die jeweilige Motorcharakteristik abstimmen, sodass dieser Faktor kaum eine Rolle spielt.
Es ist nicht möglich alleine anhand des Leitungsgewicht die Beschleunigung vorherzusagen. Auch nicht grob abschätzen.
Doch, genau das ist bis auf ±1 Sekunde möglich. Wenn man in einem Koordinatensystem verschiedene Leistungsgewichte realer Autos und deren Beschleunigungszeit von 0 - 100 aufträgt, erhält man fast eine Gerade, was eben für einen eindeutigen und linearen Zusammenhang spricht.
Erzähl mal einem Rennradfahrer es wäre egal ob er mit nem Aerobike bergab beschleunigt oder nem Hollandrad mit Fallschirm dran bei Windstärke 9 nen Bergpass hochradelt, solange das Leistungsgewicht gleich ist. Da sollte doch für jeden ersichtlich sein, dass das Leitungsgewicht alleine rein garnichts aussagt.
Nicht alles was hinkt ist auch Vergleich. Die maximale Beschleunigung wird unter normierten Verhältnissen gemessen, nämlich auf ebener Strecke bei Windstille.
Hier mal eine beliebige Liste mit Leistungsgewichten und Beschleunigungszeit:
Audi A8 60 TDI: 5,2 kg/PS; 5,9 s
Alfa Romeo 2l Turbo: 5,3 kg/PS; 5,7 s
Audi A8 55 TSFI: 5,9 kg/PS; 5,6 s
Audi A5 2,0 Quattro: 6,2 kg/PS; 6,0 s
BMW 325i: 6,9 kg/PS; 6,9 s
Alfa Romeo Guilia 2,0: 7,5 kg/PS; 6,6 s
Audi A5 2,9 TSFI: 7,8 kg/PS; 7,2 s
Audi A3 40 TSFI: 8,1 kg/PS; 8,4 s
Golf V 2,0 TSFI: 8,3 kg/PS; 8,8 s
Golf V 1,4l TSFI: 11,1 kg/PS; 10,1 s
Audi A3 30 TSFI: 11,8 kg/PS; 10,6 s
Golf 1,4 l: 14,4 kg/PS; 13,9 s
Und nun sage nochmal, da ist kein (grober) Zusammenhang zwischen Leistungsgewicht und Beschleunigungszeit zu erkennen. Du kannst ja mal versuchen, ein Gegenbeispiel zu finden, das diesen Zusammenhang widerlegt.
Bei Zweirädern hattest du ja schon ein Beispiel. Dann noch eins Für Vierräder:
Nio EP9 - 1000kW bei 1735kg (0,57kW/kg) - 2,5s 0-100km/h
Nissan GT-R Nismo 441kW bei 1725kg(0,26kW/kg) - 2,5s 0-100km/h
So.. noch ein Beispiel kriegst du aber nicht.
Sonst vergleichen wir mal die Werte von nem Dogde PickUp Truck und einem Formel1 auf Schnee. Da müsstest du aber dann erkennen, dass du nicht einfach das Leistungsgewicht als einziges Kriterium nehmen kannst :D
Manchen Leuten ist anscheinend nicht zu helfen...und offensichtliches wird geleugnet.
Auch auf die Gefahr mich zu wiederholen:
Ab einer gewissen Übermotorisierung, die bei Alltagsautos aber keine Rolle spielt, spielt die Leistung und auch sonst kein anderer Faktor mehr eine Rolle mehr bei der maximalen Beschleunigung, als der Haftreibungskoeffizient der Reifen, denn die Kraft ist dann schlichtweg nicht mehr auf die Straße zu kriegen. Da spiellt nur noch der Grip der Reifen eine Rolle. Wie du an deinen Beispielen selber sehen kannst, liegt diese Grenze bei etwa 2,5 s von 0 auf 100. Schneller kann man nie beschleunigen, egal welche Leistung zur Verfügung steht. Das ist genau die Zeit, die ein Auto auch mindestens benötigt, um aus 100 km/h eine Vollbremsung bis zum Stillstand zu machen. Mehr gibt die Haftreibung der Reifen einfach nicht her. An diese Grenze stößt übrigens auch der Bugatti. Auch der braucht 2,5 s von 0 auf 100.
Insofern sind diese beiden Beispiele auch kein Argument gegen den Zusammenhang von Leistungsgewicht und Beschleunigungszeit bei Alltagsautos.
Das Beispoiel mit dem Formel 1auf Schnee ist eigentlich nur albern. Kein Hersteller misst die maximale Beschleunigung auf schneeglattter Straße, sondern auf Asphalt mit seriuenmäßiger Bereifung. Mit diesem Beispiel widerlegst du dich im übrigen selber, denn auf Schnee spielt auch die Getriebeübersetzung oder sonst irgendein anderer Faktor eine Rolle als der Haftreibungskoeffizient der Reifen.
Aber nehmen wir den Dodge:
Leistung 395 PS, Gewicht 2350 kg: Leistungsgewicht 5,9 kg/PS, Beschleunigungszeit 6,7 s....und oh Wunder, damit passt er genau in die Liste oben und bestätigt erneut, dass die Beschleunigung fast nur vom Leistungsgewicht abhängt.
Ich sagte im Schnee. Im Schnee schafft der keine 6,7s :D
Du musst doch erkennen können dass zumindest der Grip einen Einfluss hat.
Klar, wenn du alle Variablen gleichstellst außer die Unterschiede in Gewicht & Leistung. Dann wird logischerweise das Leistungsgewicht zum einzig verbleibenden Unterschied.
Aber daraus jetzt zu folgern, dass nur das Leistungsgewicht relevant sei ist doch offensichtlicher Quatsch.
Ich denke du hast das mittlerweile schon erkannt, dass es neben dem Leistungsgewicht auch noch weitere Faktoren gibt, die großen Einfluss auf die Beschleunigung eines Fahrzeugs haben.
Wenn du aber unbedingt Recht haben willst - okay. Ich gebe mich geschlagen :D
Klar, wenn du alle Variablen gleichstellst außer die Unterschiede in Gewicht & Leistung. Dann wird logischerweise das Leistungsgewicht zum einzig verbleibenden Unterschied.
Nur zur Erinnerung:
Wir reden gemäß der Fragestellung von der maximal möglichen Beschleunigung verschiedener Fahrzeuge unter sonst gleichen Bedingungen. Bei den Katalogangaben der maximalen Beschleunigung werden wegen der Vergleichbarkeit die Messungen bei gleichen Bedingungen durchgeführt: trockener Asphalt, ebene Straße, Windstille, geübter Fahrer.
In der Praxis ist der wichtigste Einflussfaktor für die tatsächliche Beschleunigung die gewählte Drehzahl und die gewählte Gaspedalstellung. Aber wie gesagt, der Fragesteller fragte nach der maximalen Beschleunigung verschiedener Fahrzeuge unter ansonsten gleichgen Bedingungen und wollte konkret wissen, welche Bedeutung bei dieser Betrachtung die "Power to weight ratio" habe und genau darauf habe ich geantwortet.
Das Leistungsgewicht ist Leistung/Masse.
Also ein 50PS/100kg Motorrad hat dasselbe Leistungsgewicht wie ein 100PS/200kg Motorrad.
Die Beschleunigung hängt aber nicht alleine vom Leistungsgewicht ab. Sondern u.A. auch von der Traktion, der Aerodynamik und der Übersetzung.
Wobei mir hier der Hinweis "im luftleeren Raum" fehlt. Schließlich wird dieser ab einer bestimmten Geschwindigkeit erheblich relevanter als die Fahrzeugmasse.