Detailfragen zur Bewegung eines Autos(z.B. bei Kurven)

Wiggerl · Gast

Hallo Leute,

Mein Hobby ist es irgendwelche vollkommen sinnfreien, aber anspruchsvollen Programme zu schreiben. Mein neustes Projekt ist die Simulation von Strassenverkehr. Das ganze soll möglichst realistisch sein. Ich will sowas wie nen "PhsikManager" einbauen, der für alle Verkehrsteilnehmer(PKW, LKW, Busse, Mofas, Räder...) alle Kräfte berechnet und die daraus resultierende Bewegung. Bisher gibt es nur Autos.

Was mich jetzt interessiert sind die Kräfte die auf ein Auto so wirken, wenn es durch die Gegend fährt.

Hab schon eine paar Dinge gefunden z.B. folgendes:

physikerboard.de/topic,12937,-kraefte-bei-kurvenfahrt-mit-auto!!!!!.html

Ein paar Fragen hab ich jedoch noch:

1. Wenn man sich bei dem angegebenen Link das Bild ganz unter anschaut sind da 4 Kräfte eingezeichnet. Unter anderem die Zentrifugal- und die Zentripetalkraft. Laut wikipedia sind beide Kräfte gleich groß - das finde ich unlogisch, da sich die Kräfte dann doch aufheben würden, oder nicht? das Auto würde geradeaus fahren. Desshalb nehem ich an, dass ich aus irgendeinem mysteriösen Grund die Zetrifugalkraft einfach weglassen muss. Hab ich da recht?

2. Man braucht den Radius den das Auto fährt, um die Zentripetalkraft ausrechnen zu können. Das Problem ist, dass ich den Radius nicht habe. Ich habe nur den Winkel der Vorderräder in Relation zum Winkel des Autos. Kann man daraus Irgendwie den Radius berechnen? Und gibt es einen Unterschied zwischen z.B. einem Smart und einem Bus? Wenn ein Smart die Vorderreifen auf einen Winkel von z.B. -0.1*PI lenkt, fährt er dann einen großeren oder kleineren Radius als ein Bus der das gleicht tut?

3. Wie kann ich wissen, wie der Winkel des Autos (relativ zur x-Achse) ist?
z.B.
Wenn ein Auto bei einem Winkel von 0.5*PI steht und dann 2 Sekunden lang mit 10 m/s² beschleunigt, während seine Vorderreifen bei einem Winkel(relativ zum Winkel des Autos) von 0.05*PI stehen. Welchen Winkel hat das Auto dann nach z.B. 10 Sek.? Die Position der Autos ist vermutlich nicht besonders schwer rauszubekommen, aber beim Winkel bin ich echt überfragt.

4. Wie kann man rausbekommen, was ein Auto genau tut, wenn es z.B. aus der Kurve fliegt? Dreht es sich? Schlittert es einfach nur in irgendeine Richtung weg? wie kann ich sowas berechnen?

MfG
Wiggerl

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

1.

Das gilt im mitbewegten Bezugsystem. hier müssen sich ja die Kräfte aufheben sonst würde es raus rutschen. Wenn du auf einem Karussel bist dann heben sich ja für dich auch die Kräfte auf, weil sonst würdest du dich ja relativ zu deinen sessel im Karussel bewegen.

2.) Die Reifen bilden jeweils tangenten der Kreisbewegung, wenn du unter Haftreibung die Kurve fährst.

Das heißt hast du den Mittelpunkt der Kreisbewegung dann verbindest du den Mittelpunkt mit den Reifen Auflagepunkten und die Reifen stehen genau als Tangenten drauf. auf umgekehrter weise erhälts du natürlich den Mittelpunkt. Wieso das jetzt so ist, mußt du fressen, das erklär ich jetzt nicht, ich hab hier schon genug über Haftreibung gelabbert, macht keinen spass mehr.

Klarerweise ergibt sich dann das ein Autobus bei selben Vorderradwinkel eine größere Kurve fährt was logisch ist, denn ich hab noch nichts anderes beobachtet.

3) ergibt sich aus 2.

4)Das hängt davon ab ob es ein Vorderantrieb oder ein Hinterantrieb ist, und natürlich auch wie groß die Resultierende aus Zentrifugalkraft - Haftreibung wird, weil sonst schießt sowieso geradlinig fast geradlinig aus der Kurve. Bei unglücklichen Schwerpunkt überschlägts dich sogar.

Bei leichteren Fällen neigt der Vorderantrieb zum schieben das heißt er reagiert nicht auf deine Lenkbewegung du lenkst zwar in Richtung der Kurve aber kannsd diese nicht halten.

Beim Hinterantrieb flieg wahrscheinlich das Heck zuerst aus der Kurve, und des schleudert dich.
Aber schau dir mal Formel 1 simulationen an hast noch nie sowas gespielt?
Oder andere Auto simulationen.

Wiggerl · Gast

Danke erstmal für die schnelle Antwort.

Das hört sich alles recht einleuchtend an.

Hab nur noch ne Frage zu 4) :

Das Auto bricht dann aus, wenn die Kraft (Zentripetalkraft) die durch die Haftreibung entsteht, kleiner wird als die zentrifugalkraft (z.B. auf grund von Eis). die resultierende Kraft wäre dann die differenz der beträge der zentripetal und zentrifugalkraft und in richtung der zentrifugalkraft gerichtet.

Hab ich damit recht?

aber diese Kraft würde nur in dem Moment des Ausbrechens wirken, oder?
Eine Millisekunde nachdem das Auto ausgebrochen ist, würde gar keine kraft mehr wirken(abgesehen von der Reibung am Boden natürlich), da das auto dann ja keinen kreis mehr fährt?

MfG wiggerl

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247