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Schnellstmögliche Beschleunigung
Ich frage mich, was besser ist, um die bestmöglichste Traktion für eine gute Beschleunigung zu erreichen:
- viel Gewicht
- weniger Gewicht
Angenommen, ich habe unbegrenzt viel Leistung zur Verfügung, was beschleunigt besser, ein Fahrzeug mit 1000kg, oder eines mit 2000kg? Beim schwereren Auto müsste der Anpressdruck höher sein, jedoch auch die zu beschleunigende Masse. Was ist nun besser und wie kann man das physikalisch erklären? (wie gesagt, rein theoretisch mit der Annahme, dass unendlich viel Leistung zur Verfügung steht, welche aber über die Räder übertragen werden muss)
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50 Antworten
Ich tippe auf jeden Fall auf das 1000kg-Auto, wenn man von der gleichen Leistung in beiden Fahrzeugen ausgeht. Mit dem richtigen Reifen, möglicherweise Allradantrieb und einer Traktionskontrolle bekommst du das Teil schnell genug auf Geschwindigkeit.
Wenn du unterschiedlich viel Leistung in die Autos packst, dann kann man die Frage nicht beantworten. Denn irgendwann hast du genug Leistung im 2000kg-Renner, sodass der schneller abgeht.
Aber angenommen, ich habe unendlich viel Leistung, also nur auf die Traktion bezogen?
Hmm, formuliere die Frage konkreter: Was haben die beiden Wagen an traktionsdienlicher Ausstattung? Was meinst du mit unendlicher Leistung (tun es 1500PS nicht auch?)?
Es ist eine rein theoretische Frage. Welches Fahrzeug kann schneller beschleunigen, was die Traktion anbelangt? Beide Fahrzeuge haben den identischen Antrieb. Ich denke mal zwischen 10.000 und 15.000 PS gibt es keinen Unterschied mehr, wenn die Kraft nicht übertragen werden kann.
Gut, in meinen Augen gibt es folgende Antwort: Da beide Fahrzeuge immer die gleiche technische Konfiguration haben, ist immer der 1000kg-Wagen vorne. Zwar hält der 2000kg-Wagen die Schlappen etwas länger auf der Straße, aber nach kurzen Traktionsproblemen zieht dem der 1000kg-Wagen weg.
Das Gewicht ist für die Traktion kein besonders ausschlaggebender Faktor. Viel wichtiger sind Antriebskonzept, Reifen und Traktionskontrolle.
Die Leistung des Motors ist uninteressant. Entscheident ist die Kraft an den Antriebsrädern.
Es gibt simple Formeln dafür.
a = Beschleunigung in m/s²; FA = Zugkraft an den Antriebsrädern in N; FW = Fahrwiderstand in N; m = Fahrzeugmasse in kg
a = FA - FW / m
Oder ganz einfach nach dem Newton´schen Grundgesetz.
Kraft ist das Produkt aus Masse des Körpers und der Beschleunigung.
F = m x a
Umgestellt nach Beschleunigung:
a = F / m
Fast die gleiche Formel wie oben.
Je größer die Masse, desto niedriger die Beschleunigung. Denn die Masse ist ein Teil des Roll- bzw. Fahrwiderstandes.
Man könnte jetzt noch weiter intensiver drauf eingehen und mit Achslasten, Haftreibungszahlen, Luftwiderstandsbeiwerten, etc. rechnen. Man sollte aber schon etwas realisitsches als Beispiel nehmen und keine 15000PS auf 1000kg.
Gruß
Ercan
Dass die Beschleunigung F/m ist weiß ich auch, das Problem ist aber F. Es geht ja um die Traktion, also um die Kraft F, die übertragen werden kann. Ist diese doppelt so groß bei einem doppelt so schweren Auto oder kleiner/größer?
Zitat:
Original geschrieben von DEG_Wolle
Gut, in meinen Augen gibt es folgende Antwort: Da beide Fahrzeuge immer die gleiche technische Konfiguration haben, ist immer der 1000kg-Wagen vorne. Zwar hält der 2000kg-Wagen die Schlappen etwas länger auf der Straße, aber nach kurzen Traktionsproblemen zieht dem der 1000kg-Wagen weg.
Das Gewicht ist für die Traktion kein besonders ausschlaggebender Faktor. Viel wichtiger sind Antriebskonzept, Reifen und Traktionskontrolle.
Angenommen beide Waagen haben den selben Antrieb und Reifen, wie würde dann das Gewicht einfliessen? Mich interessiert wie gesagt, wie das Gewicht mit der Traktion und so mit der übertragbaren Kraft zusammenhängt.
Also ich sehe das so.
Davon ausgehend, das das Fahrzeug Hinterradsantrieb hat, und die Reifen soviel Traktion haben, das die Front abhebt.
Das bedeutet nämlich, das das gesamte Fahrzeuggewicht auf der Hinterachse liegt.
Traktion ist das Produkt aus der Gewichtskraft und dem Reibwert.
das heisst, das ein doppelt so schweres fahrzeug bei gleichen Hinterreigen auch doppelt so viel Leistung übertragen kann.
Bis hierhin müssten die beiden Wagen quasi gleich schnell sein.
Ich bin mir nur nicht sicher, in wie weit die Masseträgheit da reinspielt.
Aus dem Bauch raus würde ich aber sagen, das ein leichteres Fahrzeug grundsätzlich schneller ist, der Unterschied wird nur sehr gering sein.
Ja, wenn man nur die Haftreibung betrachtet wäre es so, dann wäre die übertragbare Kraft gleich der Normalkraft, also der Gewichtskraft des Fahrzeugs multipliziert mit dem Reibkoeffizienten. Bei einem Reifen gilt das Gesetz aber nicht, da die Verbindung ja nicht nur Reibschlüssig, sondern auch formschlüssug ist.
Stimmt, und der Reibkoeffizient ist auch nicht konstant sondern nimmt mit steigender Last leicht ab.
Also der gleiche Reifen kann bei doppelter Last nicht ganz die doppelte Antriebskraft auf den Boden bringen. Gilt soweit auf trockener Strasse. Bei Nässe oder losem Untergrund kann das wiederum ganz anders aussehen. Nicht ohne Grund fahren Rallyfahrzeuge sehr schmale Reifen.
In der Praxis kann man das aber nicht allein darauf reduzieren. Ein schwereres Auto wird auch meist andere Reifen haben usw.
Gruß Meik
Wenn man von der Coulombschen Reibung ausgeht müssten beide Autos genau gleich schnell sein.
Fr=µ*Fn
Der 2000kg Fahrzeug hat bei gleichem Reibwert die doppelte Gewichtskraft und kann somit die doppelte Kraft auf die Straße bringen, mit der es beschleunigt wird.
die Beschleunigung a=F/m das Auto mit der doppelten Masse wird auch mit der doppelten Kraft beschleunigt. Somit ergibt sich für beide die gleiche Beschleunigung.
a=F/m=(2*F)/(2*m)
Das gilt nur wenn man mit der Coulombschen Reibung rechent. Bei Reifen kann nicht mit der einfachen Festkörperreibung gerechnet werden bei der die Reinbungskraft unabhängig von der Auflagefläche ist. Wie man weis ist es beim Reifen nicht so. Auch die Relativbewegung der Reibenden Körper ändert wie schon gesagt den Koeffizent.
Stimmt, habe ich doch bereits gesagt. Mich würde aber interessieren, was tatsächlich passiert, da mir ja bekannt ist, dass es sich nicht nur um Reibung handelt, jedoch die Verbindung in gewisser Hinsicht auch als formschlüssig betrachtet werden muss...
im thread wieviel drehmoment ein f1 hat , wird gerade irgendwie ne zahl von 1.7 kolportiert .
was den reibkoeefizienten eines rennreifens inklusive verzahnungseffekt angeht ...
allerdings ...1.7 ....? ...... sagt alleine nix aus ....welche breite , welcher durchmesser ...etc.
man müsste eben die übertragbare zugkraft kennen .
dann könnte man evtl auch berechnen wie es mit welchen belastungen aussieht ..
ausserdem : man kann zwar vernachlässigen , aber ich sage das verfälscht das ergebnis um mindestens 20-30 % ...
welcher luftdruck und wie ist der reifen konstruiert !
denn , weniger druck , mehr aufstandsfläche ....weichere flanken , noch mehr aufstandsfläche ..
beispiel ...die quasi " luftlosen " reifen bei den dragstern ..
grund ist einzig und alleine die erwünschte verformung beim start für mehr aufstandsfläche , und die zunahme des durchmessers bei höheren drehzahlen zwecks nen tick längerer übersetzung
oder anders ausgedrückt .....
klingt zwar jetzt ein wenig denkfaul und pessimistisch ...
das berechnet kein schwan* mit ner formel und nem dreisatz ...
der vorgang ist sicherlich so hochdynamisch und komplex , das das runterbrechen auf ein schmema und standardisieren und weglassen von " nebensächlichkeiten " wie strecke , gummimishung , luftdruck , konstrkution , antriebsspiel , verformung im antrieb ....etc.
das reale ergebnis um mindestens 30- 50 % verfehlen werden !
klar ist es mal interessant das auszurechnen ob und wie im prinzip , gewicht mit beschleunigung zusammenhängen .
aber reprodzierbare ergebnisse erwarte ich nicht davon .
meine meinung ....
also : wir haben unendlich leistung und drehmoment .....allerdings würde ich sagen wir haben ne traktionkontrolle die sagen wir .....110 % der zugkraft des reifens zulääst , sonst würde das ding am start nur drehen ..
versuch 1 : 1000 kg .....
versuch 2 : 2000 kg ...gleicher reifen ( bedingungnen )
um das ganzen dann perfekt zu machen , haben wir nur 1 angetriebenen reifen und die konstruktion ist gleich.
man brauch noch ne messübung : was wird gemessen ....die maximale zugkraft die übertragen wird , oder die beschleunigung von 0-100/200
auf 100 oder 200 sehe ich klar den 1000 kg wagen vorne ....
bei der maximalen zugkraft denn 2000 kg wagen