Welche Kraft ist nötig, einen Reifen mit Angriffspunkt Achse horizontal zu drehen?

[F4P]

Ich versuche mal Problem mit einem Beispiel zu verdeutlichen:

Ein Velomobil rollt um eine Kurve. Auf dem Hinterrad liegt prozentual Gewicht vom Fahrzeug. Der Reifen hat eine elliptische Aufstandsfläche. Er wird um denselben Winkel gedreht wie das Velomobil die Kurve fährt. Wie viel Kraft ist nötig den Reifen zu drehen? Und ist das von der Geschwindigkeit abhängig? Gibt es dazu ein Modell, Literatur oder was anderes hilfreiches?

hoffe auf guten Input um meinem Knoten im Gehirn zu lösen.

 

[labella-baron]

Ich blamier mich schon mal:

Also wenn das Hinterrad nicht steht, sondern in der Kurve rollt, so hängt es von der Breite der Ellipse ab. Die Reifenmitte rollt auf dem Umfang des Kurvenkreises. Der Ellipsenrand an der Kurveninnenseite macht einen kürzeren Weg und die -außenseite einen längeren. Dadurch wird der Reifengummi welcher auf der Fahrbahn aufliegt am Rand ein bisschen gestaucht bzw. gestreckt.
Diese Verformung schluckt etwas Energie, welche bei gleichem Kurvenradius um so höher ist, je schneller man die Kurve durchfährt.

 

[lida]

(...)Und ist das von der Geschwindigkeit abhängig? Gibt es dazu ein Modell, Literatur oder was anderes hilfreiches?

vgl. Blogeintrag

 

[Chris-Lange]

Verstehe ich nicht zu 100%.

Bei einem Dreirad, wird die zusätzliche Last in einer Kurve doch lediglich verlagert. Sprich das eine Rad entlastet und das andere belastet. Dadurch müsste sich für den gesamten Widerstand doch keine große Änderung bemerkbar machen. Das Hinterrad dagegen könnte eine Rolle spielen. Ob Diese messbar ist würde mich sehr Interessieren.

Die Komponente Geschwindigkeit welche nicht bezogen auf die Zentrifugalkraft sondern auf die Dehnung/Stauchung der Reifengummi-Elipse bezug nimmt, ist mir auch schleierhaft. Ich meine wieviel schwerer ist es eine Reifen-Gummimischung in z.b. 20% kürzerer Zeit minimal zu stauchen/strecken?

Ich könnte mir bei einem VM welches stark Hecklastig ist eine minimale zusätzliche Reibung Vorstellung, aber die meisten sind doch eher Frontlastig oder?

 

[sanktnelson]

Bzgl. Geschwindigkeit: Die nötige Energie um den Reifen zu verformen müsste pro Strecke konstant sein. Die nötige Leistung ist damit proportional zu Strecke pro Zeit, auch genannt Geschwindigkeit.

 

[F4P]

@lida: danke schön!

wie funktioniert das bei sehr kleinen Geschwindigkeiten? 0 - 3 m/s?

Mich interessieren Kräfte.