Fahrwiderstandsgleichung
Hallo,
ich bin neu in dem Forum, also bitte nicht merkern, wenn ich in der falschen Rubrik gepostet hab 😉
Ich hab eine Frage zur Fahrwiderstandgleichung, speziell zum Beschleunigungswiderstand.
Ich verstehe nicht, warum der Beschleunigungswiderstand = Masse * Beschleunigung des Fahrzeuges ist.
Wenn das so ist, dann müsste das Fahrzeug doch stehen bleiben, wenn beide Kräfte gleich groß sind, oder? Hierbei betrachten wir mal keine weiteren Widerstandskräfte.
Das ist wahrscheinlich eine ziemlich dumme Frage, aber ich stehe gerade auf dem Schlauch.
Hoffe Ihr könnt mir das erklären. Danke.
Beste Antwort im Thema
Oh Newton hilf ... da guckt man mal ein paar Tage nicht rein und hier wird die ganze Physik auf den Kopf gestellt 😁
Ohne jetzt auf alles einzugehen nur mal ein paar Bemerkungen zu Grundlagen:
Vorzeichendiskussionen sind vollkommen wertlos. Wie ein paar schon richtig erkannt haben reden wir bei Kräften immer von Vektoren. Damit kommt es nicht nur auf die Koordinatenrichtung an sondern auch auf die Richtung in die der Vektor angenommen/definiert wird! Beispiel freier Fall: Z-Koordinate senkrecht nach oben. Schön. Jetzt definiere ich den den Vektor der Beschleunigung für den Körper in positiver z-Richtung - willkürlich. Ist nämlich vollkommen egal ob der in der richtigen Richtung eingezeichnet ist oder nicht wenn man richtig rechnet. Über das Vorzeichen der Rechnung ergibt sich damit automatisch die korrekte Richtung.
Ohne Richtungsdefinition der Vektoren gibt es kein falsch oder richtig bei der Vorzeichenwahl.
Letztlich läuft die Physik - egal ob Dynamik oder Statik - immer auf sauberes Bilanzieren hinaus. Ob man Summe aller Kräfte = m*a und behauptet m*a wäre keine Kraft rechnet oder m*a als Kraft bezeichnet was es ja letztlich ist bleibt egal. Ob resultierende Beschleunigung oder Trägheitskraft äußert sich hier auch im Vorzeichen. Die Trägheitskraft ist die der beschleunigenden Kraft entgegengesetzt wirkende Gegenkraft. Sofern man bei der Bilanzierung die richtige Variante in der richtigen Richtung einsetzt kommt auch das richtige Ergebnis raus.
Und dass sie keine Scheinkraft ist merkt jeder der mal ein Auto versucht über ein Seil zu ziehen. Wie? Auf die Nase gefallen weil auf der anderen Seite doch keine Gegenkraft war? Will ich sehen 😁
Formal wird da ja nichts weiter als der Term m*a von der einen auf die andere Seite der Gleichung gestellt. Als Ingenieur neigt man aber zu klassischen Bilanzen mit Summe blablabla = 0. Einfach weil es das immer wieder gibt und es formal und von der Denkweise die Sache vereinfacht. Summe aller Kräfte, Energieerhaltung, Impulserhaltung, ... immer wieder das gleiche.
Das mit dem Fakor e ist eine einfache Korrekturgröße. Sie gilt natürlich nur solange keine starken Karosseriebewegungen oder durchdrehende Räder hinzukommen. Und für jeden Gang ist der Wert auch noch unterschiedlich. Nur irgendwie muss man die Rotation ja berücksichtigen, die drehenden Massen wie Räder, Antriebswellen, Motor und Co.. werden ja nicht nur translatorisch (also in einer Richtung) beschleunigt sondern auch in ihrer Drehzahl verändert. Die Drehzahländerung kostet ja zusätzlich Energie/Drehmoment. Man kann es auch komplett per Hand rechnen ... viel Spaß. 😛
Letztlich ist das alles eh eine sinnvolle Vereinfachung mit der man brauchbare Ergebnisse mit vertretbarem Rechenaufwand erreicht. Sonst müsste man beispielsweise noch betrachten dass Rollwiderstandsbeiwert und cw-Wert nicht wirklich Konstanten sind und auch von Geschwindigkeit und anderen Größen abhängen. Näherungsweise kann man die aber ganz gut als Konstanten betrachten, der Fehler ist relativ klein. Relevant ist ja sogar die Handschuhfachbeleuchtung. Mehr Stromverbrauch, mehr Last für die Lichtmaschine, ... 😰
82 Antworten
F= m mal a sagt dir was?
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
F= m mal a sagt dir was?
Genau das hat er ja geschrieben, Deine Antwort bringt ihn also nicht weiter.
Zu jeder Kraft gehört eine Gegenkraft. Stell Dir vor, dass Du das Auto mit Deiner Hand anschiebst. Das Auto "spürt" Deine Kraft und wird entsprechend mit a = F/m beschleunigt. Andererseits spürst Du an Deiner Hand die Kraft, mit der das Auto quasi gegen sie drückt. Kraft und Gegenkraft.
Du kannsd die Gleichung ja anders Formulieren, dann ist dir die Lösung ggf. klar.
F ist die kraft damit du bei der Masse m die Beschleunigung a erreichst.
Hier ist nur der Begriff "Beschleunigungswiderstand" etwas Irreführend 😉
mfg, franz
Von einer aufhebende, also gegen 0 wirkende Kraft, ist in der Gleichung ja nicht die Rede. Hier bei F steht eine Kraft in Newton(N) die aufzubringen ist, eine Masse m mit a zu beschleunigen. Da gibt es kein Gleichgewicht der Kräfte.
Bei a handelt es sich um eine Geschwindigkeitszunahme pro Zeiteinheit. Wird oft mit der Geschwindigkeit v als solches verwechselt.
Zitat:
Original geschrieben von Abschnitt
Ich hab eine Frage zur Fahrwiderstandgleichung, speziell zum Beschleunigungswiderstand.
Ich verstehe nicht, warum der Beschleunigungswiderstand = Masse * Beschleunigung des Fahrzeuges ist.
Kannst Du Deine Frage nach dem Studium von
Wikipediakonkretisieren?
Zitat:
Original geschrieben von flatfour
Da gibt es kein Gleichgewicht der Kräfte.
Doch, das gibt es immer! Der Beschleunigungskraft wirkt ja die Massenträgheit entgegen, damit ist auch hier das Kräftegleichgewicht immer gegeben. m*a als Trägheitskraft ist ja eben eine Kraft, das sagt die Formel ja auch aus.
Zitat:
Original geschrieben von Meik´s 190er
Doch, das gibt es immer! Der Beschleunigungskraft wirkt ja die Massenträgheit entgegen, damit ist auch hier das Kräftegleichgewicht immer gegeben. m*a als Trägheitskraft ist ja eben eine Kraft, das sagt die Formel ja auch aus.Zitat:
Original geschrieben von flatfour
Da gibt es kein Gleichgewicht der Kräfte.
Und genau das habe ich in meinem Beispiel (anschaulich ?????) gesagt.
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Und genau das habe ich in meinem Beispiel (anschaulich ?????) gesagt.
Klar, und zwei Beiträge später schreibt einer "da gibt es kein Gleichgewicht der Kräfte". 😉
Das Kräftegleichgewicht ist aber eins der physikalischen Urgesetze dass immer gilt - ok, zumindest nach heutigem Wissensstand.
Wenn es immer ein Kräftegleichgewicht gäbe, käme keiner vorwärts. Weder Auto, noch Flugzeug noch der Mensch als solches.
Grundsatz einer Bewegung sind ungleiche Kräfte!
Die Massenträgheit ist der Widerstand den ein Körper der Bewegungsänderung entgegensetzt. Bei Kräftegleichgewicht wäre der Körper weiterhin unbewegt bzw. würde im Vakkum fern aller Planten mit gleichmässiger Geschwindigkeit unendlich bewegt.
Aber eben nicht beschleunigt!
Wie schon gesagt Beschleunigung und Geschwindigkeit muss man trennen.
Also hier in der Formel F= m x a steht das a ja für Beschleunigung, beschleunigte Bewegung, eine Zustandsänderung. Und die braucht Kraft, keine Gleichgewicht.
Bei a=0 ist auch F=0. Ob nun ein Stein auf'm Boden liegt oder eine Rakete im Weltraum gleichförmig bewegt wird.
Nein, es gibt IMMER ein Kräftegleichgewicht. m*a ist doch eine Kraft, die Trägheitskraft die ein Körper mit Masse m der Beschleunigung a entgegensetzt. Die Kraft muss ins Kräftegleichgewicht mit eingerechnet werden.
Summe F = 0. Immer.
Beispiel:
Stein auf Boden:
m*g + Bodenkraft + m*a = 0 -> hier aber a=0
Stein hochgeworfen:
m*g + m*a + Wurfkraft = 0 -> je nach Kraft a<>0
Stein Fallenlassen:
m*g + m*a = 0 -> Gewichtskraft + Trägheitskraft = 0
-> m kürzen -> g=-a -> Stein wird mit Erdbeschleunigung nach unten beschleunigt.
Aber immer Summe aller Kräfte gleich Null.
Alle deine addierten Kräfte ergeben bei dir = 0. Ist dir das nicht aufgefallen.😕
Der freie Fall z.B. ergibt bei dir: m*g + m*a = 0
umgestellt m(g+a) = 0
Da du 'm' links kürzt, also einfach 'm' auf die andere, rechte Seite stellst, ist das Ergebniss nun : g+a = 0/m und das ist 0. Die Summe aus Erdbeschl. und Beschleunigung ist 0 ????😁
Deine ganzen Rechnungen sind quatsch. Du kürzst aus Summen!!
Wo die Null auftaucht ist Vorsicht geboten, denn oft kann man die komplexeste Matheformeln mit einem Wisch ausrechen, nämlich 0.
Bis auf den Sonderfall m/0 . Der ist unmöglich.
Aber ich weiss was du sagen willst. Man nimmt eine Kraft, Drehmoment an, um die zu einer anderen theoretisch in ein Gleichgewicht( das wäre die 0) zu stellen und sie damit zu erechnen.
Das heisst aber nicht das es dann auch ein Gleichgewicht ist. Ein ruhender Körper ist im Gleichgewicht. Sobald er sich bewegt nicht mehr.
Moin Moin !
Zitat:
Alle deine addierten Kräfte ergeben bei dir = 0. Ist dir das nicht aufgefallen.😕
Der freie Fall z.B. ergibt bei dir: m*g + m*a = 0
umgestellt m(g+a) = 0
Da du 'm' links kürzt, also einfach 'm' auf die andere, rechte Seite stellst, ist das Ergebniss nun : g+a = 0/m und das ist 0. Die Summe aus Erdbeschl. und Beschleunigung ist 0 ????😁
Deine ganzen Rechnungen sind quatsch. Du kürzst aus Summen
Quatsch !
Die Rechnungen sind genau richtig !
" Die Summe aus Erdbeschl. und Beschleunigung ist 0 ????😁"
Natürlich ! Sie wirken entgegengesetzt ! Sowohl eine Beschleunigung als auch eine Geschwindigkeit hat eine Richtung !
Stell dir vor ,du läufst auf einem Laufband mit 10 km /h ,selbiges bewegt sich ebenfalls mit 10 km /h in deine Richtung. Für den daneben stehenden Betrachter läufst du mit 20 km/h an ihm vorbei.
Da das nicht sehr sinnvoll wg. der endlichen Länge des Laufbandes ist ,läuft man üblicherweise in der entgegengesetzten Richtung.Damit stehst du für den Betrachter auf der Stelle ,deine Geschwindigkeit ,resultierend aus deiner Eigengeschwindigkeit und der des Laufbandes ist also 0 !
MfG Volker
Also diesen Quatsch, eine Geschwindigkeitsdifferenzen als Vergleich zur Beschleunigungen damit beide zu '0' werden, mache ich nicht mehr mit. 🙁
Wenn etwas fällt, hier ein Stein, ist die Erdbeschl = 0 bzw. aufgehoben? Oh man, Newton und Einstein drehen sich im Grabe um.😁
Ihr könnt bei den Reichsflugscheiben weitermachen; da werden solche Leute gesucht.😛
Ein Mod sollte hier mal durchgehen und den vielen Unsinn löschen.
An einem Körper der Masse m wirken beliebig viele Kräfte, diese können vektoriell aufaddiert werden und man erhält in jeder Raumrichtung eine resultierende Kraft F.
Infolge der angreifenden Kräfte wird der Körper mit der Beschleunigung a=F/m beschleunigt.
Ist a>0 wird der Körper schneller (Geschwindigkeit steigt)
ist a=0 bewegt sich der Körper unbeschleunigt weiter, d.h. die Geschwindkeit bleibt konstant. Wenn du also konstant 100km/h fährst ist die Radkraft infolge deinem Gaspedalstellung gerade gleich der äußeren Widerstandskräfte.
Auf was du genau mit deiner Frage raus willst wird nicht wirklich ersichtlich. Jedenfalls bedeutet a=0 NICHT zwangsläufig, dass dein Fahrzeug steht, sondern eben nur, dass es mit konstanter Geschwindigkeit fährt (die als Sonderfall 0 sein kann).