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, ... 😰
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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, ... 😰
Zitat:
Original geschrieben von Meik´s 190er
Ohne Richtungsdefinition der Vektoren gibt es kein falsch oder richtig bei der Vorzeichenwahl.
Doch, gibt es: ohne Richtungsdefinitionen sind
alleVorzeichen automatisch falsch. Ein Vorzeichen, bei dem niemand außer dem Autor der Formel wissen kann, ob es richtig oder falsch ist, kann nicht das Recht beanspruchen, richtig zu sein. Also ist es falsch.
Ja, man kann zu der Gleichung, m * g + m * a = 0, die du aufgestellt hattest, auch auf korrektem Wege kommen, und dann ist auch die Gleichung korrekt. So wie du es allerdings gemacht hast (ohne den Hauch einer Angabe, was in welche Richtung zeigen soll), kann sie nur falsch sein.
Zitat:
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.
Weil letzteres schlicht nicht stimmt, ist es eben nicht egal. Genau so wenig wie alles, was rechnerisch die Einheit Meter / Sekunde hat, eine Geschwindigkeit ist, ist alles, was gleich einer Kraft sein kann, selbst eine.
Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
Weil letzteres schlicht nicht stimmt, ist es eben nicht egal. Genau so wenig wie alles, was rechnerisch die Einheit Meter / Sekunde hat, eine Geschwindigkeit ist, ist alles, was gleich einer Kraft sein kann, selbst eine.Zitat:
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.
Mit "letzteres" meinst Du wahrscheinlich den fett markierten Teil oben (richtig?).
Jetzt habe ich extra (um nichts falsch zu machen) mein altes Physikbuch rausgekramt ("Physik" von Jay Orear, Cornell University, 1982) und nachgeschaut, wie denn der alte Newton die Kraft definiert hat. Da steht:
Die zeitliche Änderung des Impulses ist gleich der resultierenden Kraft, die auf den Körper wirkt. Für einen Körper konstanter Masse ist dies Masse mal Beschleunigung.
Fres = dP/dt oder Fres = m*a. (2. Newtonsches Axiom)
Du kannst Dir denken, welcher Aussage ich mehr Glauben schenken möchte.
P.S.:
Falls es in den letzten 30 Jahren neuere Erkenntnisse dazu geben sollte, lass es mich bitte wissen. (Relativitätstheorie außen vorgelassen, weil dann gilt: m(v) = mRuhe / (1-(v/c)²)^0,5 )
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Mit "letzteres" meinst Du wahrscheinlich den fett markierten Teil oben (richtig?).Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
Weil letzteres schlicht nicht stimmt, ist es eben nicht egal. Genau so wenig wie alles, was rechnerisch die Einheit Meter / Sekunde hat, eine Geschwindigkeit ist, ist alles, was gleich einer Kraft sein kann, selbst eine.
Ja, damit war die Behauptung gemeint, aus F = m*a folge, dass auch m*a eine Kraft sei. Diesem Argument widerspreche ich: nicht alles was gleich etwas anderem ist,
istdadurch schon dieses andere. Kurz:
m*a ist gleich einer Kraft, aber es ist selbst keine Kraft.
Zitat:
Jetzt habe ich extra (um nichts falsch zu machen) mein altes Physikbuch rausgekramt ("Physik" von Jay Orear, Cornell University, 1982) und nachgeschaut, wie denn der alte Newton die Kraft definiert hat. Da steht:
Die zeitliche Änderung des Impulses ist gleich der resultierenden Kraft, die auf den Körper wirkt. Für einen Körper konstanter Masse ist dies Masse mal Beschleunigung.
Das ist nur eben nicht die Definition der Kraft, sondern eine Aussage über eine Beziehung zwischen der schon definierten(!) Kraft und etwas anderem: der Zeitableitung des Impulses.
Zitat:
Du kannst Dir denken, welcher Aussage ich mehr Glauben schenken möchte.
Nein, ich kann mir bei bestem Willen nicht denken, welcher von zwei
gleichbedeutendenAussagen du mehr Glauben schenken willst, geschweige denn warum. Ich sage, m*a ist gleich einer Kraft, Orear schreibt m*a ist gleich einer Kraft.
Zitat:
P.S.:
Falls es in den letzten 30 Jahren neuere Erkenntnisse dazu geben sollte, lass es mich bitte wissen. (Relativitätstheorie außen vorgelassen, weil dann gilt: m(v) = mRuhe / (1-(v/c)²)^0,5 )
Das gilt auch in der Relativitätstheorie nicht. Die angebliche "geschwindigkeitsabhängige Masse" ist ein fast noch schlimmeres Didaktik-Verbrechen als die sogenannte "Trägheitskraft".
Oh, also an Einstein hast du auch was auszusetzen. Gibt dir das langsam zu denken? Weil bisher hat den keiner widerlegt.
Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
Ja, damit war die Behauptung gemeint, aus F = m*a folge, dass auch m*a eine Kraft sei. Diesem Argument widerspreche ich: nicht alles was gleich etwas anderem ist, ist dadurch schon dieses andere. Kurz:Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Mit "letzteres" meinst Du wahrscheinlich den fett markierten Teil oben (richtig?).
m*a ist gleich einer Kraft, aber es ist selbst keine Kraft.
Was ist es dann?
Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
Das ist nur eben nicht die Definition der Kraft, sondern eine Aussage über eine Beziehung zwischen der schon definierten(!) Kraft und etwas anderem: der Zeitableitung des Impulses.Zitat:
Jetzt habe ich extra (um nichts falsch zu machen) mein altes Physikbuch rausgekramt ("Physik" von Jay Orear, Cornell University, 1982) und nachgeschaut, wie denn der alte Newton die Kraft definiert hat. Da steht:
Die zeitliche Änderung des Impulses ist gleich der resultierenden Kraft, die auf den Körper wirkt. Für einen Körper konstanter Masse ist dies Masse mal Beschleunigung.
Aha. Die Kraft ist also schon definiert.
Wie denn?
Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
Nein, ich kann mir bei bestem Willen nicht denken, welcher von zwei gleichbedeutenden Aussagen du mehr Glauben schenken willst, geschweige denn warum. Ich sage, m*a ist gleich einer Kraft, Orear schreibt m*a ist gleich einer Kraft.Zitat:
Du kannst Dir denken, welcher Aussage ich mehr Glauben schenken möchte.
Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
Das gilt auch in der Relativitätstheorie nicht. Die angebliche "geschwindigkeitsabhängige Masse" ist ein fast noch schlimmeres Didaktik-Verbrechen als die sogenannte "Trägheitskraft".Zitat:
P.S.:
Falls es in den letzten 30 Jahren neuere Erkenntnisse dazu geben sollte, lass es mich bitte wissen. (Relativitätstheorie außen vorgelassen, weil dann gilt: m(v) = mRuhe / (1-(v/c)²)^0,5 )
Nur mal aus Interesse: Was hast Du gelernt bzw. was machst Du beruflich?
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
Oh, also an Einstein hast du auch was auszusetzen.
Nicht an Einstein, sondern an der hoffnungslos veralteten Weise, wie seine Resultate immer noch (vor allem Laien gegenüber) dargestellt werden.
Niemand, der in den letzten 50 Jahren ernsthaft mit Relativitätstheorie zu tun hatte, benutzte noch den Begriff der "relativistischen Masse". Es liegt nämlich wirklich nicht der geringste Nutzen darin, einen separaten Namen für etwas zu verschwenden, bloß weil man es durch eine Konstante dividiert hat. Niemand braucht einen eigenen Namen für "Energie geteilt durch c^2" --- erst recht nicht, wenn man bedenkt, dass in der Grundlagenforschung regelmäßig Einheitensysteme benutzt werden, bei denen per Definition c=1 ist. Energie durch 1^2 bleibt Energie.
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Was ist es dann?Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
m*a ist gleich einer Kraft, aber es ist selbst keine Kraft.
Der Spezialfall der Zeitableitung des Impulses, bei dem die Masse konstant angenommen wurde.
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Aha. Die Kraft ist also schon definiert.Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
Das ist nur eben nicht die Definition der Kraft, sondern eine Aussage über eine Beziehung zwischen der schon definierten(!) Kraft und etwas anderem: der Zeitableitung des Impulses.
Wie denn?
Dein Buch --> deine Suche. Orear schreibt ja (Newton umformulierend) etwas sei "gleich der resultierenden Kraft". Diesen Begriff muss er zuvor definiert haben, sonst ist dieser Satz sinnleer.
Wenn das hingegen, wie du meinst, die Definition der Kraft hätte sein sollen, hätte er etwas der Gestalt: "[...Beschreibung von irgendetwas...] nennt man eine 'Kraft'" schreiben müssen. Bestenfalls geht als Alternativ-Formulierung noch "Eine Kraft ist [...Beschreibung...]" durch. Aber "A ist gleich B" ist niemals eine Definition, weder von A noch von B.
Ok, ich geb auf. Du hast recht und ich meine Ruh.
Zitat:
Original geschrieben von Timmerings Jan
Dein Buch --> deine Suche. Orear schreibt ja (Newton umformulierend) etwas sei "gleich der resultierenden Kraft". Diesen Begriff muss er zuvor definiert haben, sonst ist dieser Satz sinnleer.Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Aha. Die Kraft ist also schon definiert.
Wie denn?Wenn das hingegen, wie du meinst, die Definition der Kraft hätte sein sollen, hätte er etwas der Gestalt: "[...Beschreibung von irgendetwas...] nennt man eine 'Kraft'" schreiben müssen. Bestenfalls geht als Alternativ-Formulierung noch "Eine Kraft ist [...Beschreibung...]" durch. Aber "A ist gleich B" ist niemals eine Definition, weder von A noch von B.
Der Satz "Die zeitliche Änderung eines Impulses nennt man eine Kraft" oder "Eine Kraft ist eine zeitliche Änderung eines Impulses" ist nichts anderes als die verbale Formulierung des mathematischen Ausdruckes "F = dp/dt".
Eine Gleichung heisst Gleichung weil die beiden Dinge, die links und rechts vom Gleichheitszeichen stehen, gleich sind.
Ich wiederhole die bislang unbeantwortete Frage an Dich, was Du gelernt hast und beruflich machst. Vielleicht bist Du ja Physik-Professor einer anerkannten Hochschule, dann bin ich gerne bereit, Deinen Ausführungen weiter zu folgen.
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Der Satz "Die zeitliche Änderung eines Impulses nennt man eine Kraft" oder "Eine Kraft ist eine zeitliche Änderung eines Impulses" ist nichts anderes als die verbale Formulierung des mathematischen Ausdruckes "F = dp/dt".
Eben doch, denn die korrekte Darstellung dieser Sätze als Formel wäre nicht F = dp/dt, sondern
F := dp/dt.
Ein Gleichheitszeichen kann schon deshalb keine Definition darstellen, weil dann völlig unklar wäre, auf welcher Seite das neu zu definierende Etwas, und auf welcher das, wodurch es definiert werden soll, steht.
Zitat:
Eine Gleichung heisst Gleichung weil die beiden Dinge, die links und rechts vom Gleichheitszeichen stehen, gleich sind.
Gleich ja, aber nicht identisch. Gleichungen sind Gleichungen, keine Definitionen.
Selbst im Alltag haben wir (hoffentlich) alle gelernt, zwischen "das gleiche" und "das selbe" zu unterscheiden. Was ist so schwer daran zu verstehen, dass das in der Mathematik auch nicht anders ist?
Okay, ich geb's auf.
Nur weil ein Timmerings Jan, der trotz mehrfacher Nachfragen nicht preisgeben möchte, auf welchem Fundament sein Wissen steht, in einem Internet-Forum schreibt, dass alles, was ich in 20 Jahren mühevoll gelernt habe und der sogar Newton und Einstein in Frage stellt, werde ich nicht mein komplettes Weltbild mal so eben über den Haufen werfen.
Ich bin hier raus.
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Okay, ich geb's auf.Nur weil ein Timmerings Jan, der trotz mehrfacher Nachfragen nicht preisgeben möchte, auf welchem Fundament sein Wissen steht, in einem Internet-Forum schreibt, dass alles, was ich in 20 Jahren mühevoll gelernt habe und der sogar Newton und Einstein in Frage stellt, werde ich nicht mein komplettes Weltbild mal so eben über den Haufen werfen.
Ich bin hier raus.
Hier kommt elitäres Gedankengut und klassenideologischer Dünkel, der grundsätzlich Referenzen fordert glänzend zum Ausdruck. Mit oder ohne smilies.
Ich als Volksschüler Entl.- jhrg 1968 kann ihm sehr gut folgen.
Einstein -der übrigens dafür nie ein Nobelpreis erhielt- stellte Netwon auch in Frage und bewies es, nur bei höheren Geschwindigkeiten, nicht Timmerings Jan. Timmerings Jan liest nur die Wörter so wie sie überlegt geschrieben stehen, so als etwas was nicht unbedingt Selbiges ist, wenn man Gleich schreibt und nicht plötzlich alles relativ ist, seit es Einstein und seine berühmte Formel gibt.
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Nur weil ein Timmerings Jan, der trotz mehrfacher Nachfragen nicht preisgeben möchte, auf welchem Fundament sein Wissen steht, in einem Internet-Forum schreibt, dass alles, was ich in 20 Jahren mühevoll gelernt habe und der sogar Newton und Einstein in Frage stellt, werde ich nicht mein komplettes Weltbild mal so eben über den Haufen werfen.
Da tut eine Richtigstellung und eine Erklärung not. Die Richtigstellung lautet, dass ich hier mitnichten Newton oder Einstein widersprochen habe, und die Behauptung ich hätte sowas getan, als ehrenrührig empfinde. Ich versuche nur, einigen Leuten ihre gröbsten Fehlinterpretationen von deren Werken auszutreiben.
Und was meine Weigerung angeht, meine Argumente hier durch irgendeinen akademischen Titel oder eine Verbindung zu einer Insitution zu heiligen, so hätte ich von jemandem, der sich hier mit 20 Jahren Auseinandersetzung mit dem Thema brüstet, eigentlich besseres erwartet. Wir sind hier nicht bei Kirchens, wo Aussagen Dogmen sind, die durch päpstliche Verkündigung ex cathedra "bewiesen" werden. In Wissenschaft und Technik stehen Argumente üblicherweise für sich selbst.
Zitat:
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.
Hoffe Ihr könnt mir das erklären. Danke.
Nachdem der eigentlich Thread in eine andere Richtung gelaufen ist, hier die Antwort.
Du liegst fast richtig. Die beiden heben sich auf dann wird keine *Beschleunigng* des Fahrzeugs stattfinden. Es fährt konstant. Diesen Effekt kennst du sehr gut bei der Endgeschwindigkeit.
Hoffe dir eine erklärende Antwort gegeben zu haben.