Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

[Fab]

AW: Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

eine aus Blei, die andere aus Styropor. Auf welche würdest Du setzen?

Damit das Rennen "fair" und vergleichbar bleibt (Rollwiderstand etc.), müssten es doch eine Vollguss-Bleikugel und eine identische, innen hohle Bleikugel sein, die gegeneinander antreten, oder?

Und da sehe ich das Rennen nicht als soooo vorhersehbar an, müsste man mal machen...

 

[derMac]

AW: Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

Wenn es wirklich so ist, dass unter Idealbedingungen beide VMs in der Ebene gleich weit rollen, müssten die beiden doch auch bergauf gleich weit rollen, weil dann die höhere kinetische Energie des schwereren VMs dann nur die höhere potentielle Energie zur Verfügung stellt, damit beide VMs an der selben Stelle der Steigung zum Stehen kommen?

Das kommt ein wenig drauf an, was du mit Idealbedingungen meinst. Prinzipiell ist aber richtigerweise egal, ob es bergauf geht oder eben. Wenn am Ende der Beschleunigungsphase (also am Ende der Schiefen Ebene) beide VM die gleiche Geschwindigkeit haben, hat das schwerere die höhere kinetische Energie. Die vorhandene Energie wird dann zum verreichten von Hubarbeit und Arbeit zum Überwinden von Rollwiderstand und Luftwiderstand genutzt. Idealerweise müssten bei Rollversuchen auch die Laufräder gleich schwer sein.

Mac

 

[JuergenM]

AW: Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

Wirklich?

Wenn es wirklich so ist, dass unter Idealbedingungen beide VMs in der Ebene gleich weit rollen, müssten die beiden doch auch bergauf gleich weit rollen, weil dann die höhere kinetische Energie des schwereren VMs dann nur die höhere potentielle Energie zur Verfügung stellt, damit beide VMs an der selben Stelle der Steigung zum Stehen kommen?

Jetzt hast du mich aber wirklich ins Grübeln gebracht und ich kann mich noch nicht einmal rausreden, weil ich ja keinen Smiley gesetzt hatte.


Viele Grüße


Jürgen

 

[Felix]

AW: Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

Könnt ihr das nicht aufteilen in Kräfte die von der Masse abhängen wie die Hangabtriebskraft (und natürlich die Hangauftriebskraft) und Trägheitskraft (deren Betrag natürlich von der Beschleunigung abhängt) und in Kräfte die weitgehend Masseunabhängig sind wie Roll- und Luftwiderstand? Dann lässt sich das doch alles problemlos erklären.

 

[Martin D.]

AW: Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

... Vollguss-Bleikugel und eine identische, innen hohle Bleikugel sein, die gegeneinander antreten ...

Ein schlechtes Beispiel, da bei rollenden Kugeln ein sehr großer Anteil der Kräfte und Energie auf die Rotation entfällt.
Dabei ist auch die Verteilung der Masse in der Kugel zu berücksichtigen.

Bei den Rädern eines Fahrrades spielt der Effekt zwar auch eine gewisse rolle, dürfte beim Gesamtgewicht inklusive Fahrer aber wohl von untergeordneter Bedeutung sein. Gruß, Martin

 

[derMac]

AW: Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

Damit das Rennen "fair" und vergleichbar bleibt (Rollwiderstand etc.), müssten es doch eine Vollguss-Bleikugel und eine identische, innen hohle Bleikugel sein, die gegeneinander antreten, oder?

Und da sehe ich das Rennen nicht als soooo vorhersehbar an, müsste man mal machen...

Meinst du hier, dass die hohle Kugel leichter ist oder willst du auf etwas anderes hinaus? Wenn sie leichter ist, aber gleiche Aussenmaße hat, ist das Rennen doch eindeutig, genau wie bei einer Styroporkugel.

Mac

 

[derMac]

AW: Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

Könnt ihr das nicht aufteilen in Kräfte die von der Masse abhängen wie die Hangabtriebskraft (und natürlich die Hangauftriebskraft) und Trägheitskraft (deren Betrag natürlich von der Beschleunigung abhängt) und in Kräfte die weitgehend Masseunabhängig sind wie Roll- und Luftwiderstand? Dann lässt sich das doch alles problemlos erklären.

Ja. Wenn du allerdings die bewegte Kugel betrachtest ist der Energieansatz sinnvoller, weil du sonst nicht alle Kräfte kennst.

Mac

 

[Fanfan]

AW: Gewicht muss (nicht) angepasst werden?

Könnt ihr das nicht aufteilen in Kräfte die von der Masse abhängen wie die Hangabtriebskraft (und natürlich die Hangauftriebskraft) und Trägheitskraft (deren Betrag natürlich von der Beschleunigung abhängt) und in Kräfte die weitgehend Masseunabhängig sind wie Roll- und Luftwiderstand? Dann lässt sich das doch alles problemlos erklären.

Ich hab jetzt mal verschiedene Widerstandsterme angesetzt (konstant, linear mit der Masse=Rollwiderstand, quadratisch mit der Geschwindigkeit=Luftwiderstand) und dann für zwei Fahrzeuge mit unterschiedlicher Masse die Beschleunigungen ausgerechnet und ganz simpel in einem Spreadsheet "integriert". Dazu noch Anfangsgeschwindigkeit und Gefälle bzw. Steigung vorgegeben. Leider kenne ich keine realistischen Werte für VMs und weiß die auf die Schnelle gefundenen CwA- und Cr-Werte so ohne Einheitenangaben nicht zu interpretieren. Aber ich kann durch Herumspielen mit dem Roll- und Luftwiderstand unterschiedliche Ergebnisse erzeugen: Bei gleicher Ausrollstrecke in der Ebene kann je nach den Vorgaben bergauf mal das schwerere und mal das leichtere Fahrzeug weiter rollen. Dass die Fahrzeuge in der Ebene gleich weit rollen, kann man durch Anpassen von Roll- oder Luftwiderstandswert bei einem der Fahrzeuge "erzwingen", auch wenn ich's noch nicht hinbekommen habe, dass die beiden auch zur gleichen Zeit dort sind. Welches anschließend beim Verstellen der Geländeneigung weiter kommt, hängt davon ab, ob Luft- oder Rollwiderstand mehr ausmachen.

Also ganz allgemein für rollende Objekte würde ich sagen "Es hängt davon ab..." Für VMs würde ich solche theoretischen Betrachtungen lieber wegpacken und auf die Erfahrung von Daniel und anderen vertrauen.


Viele Grüße,
Stefan