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Chrissi94
Gast
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 Chrissi94 Verfasst am: 30. Jun 2015 04:01 Titel: Warum fällt ein Fahrrad nicht um? |
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guten Morgen
ich bräuchte eine Ergänzung/Verbesserung der Antworten (unsicher ob die so stimmen :-/)
zwei Betrachtungsweisen:
1. Verhalten eines langsames Rad
kann leicht umkippen, weil kein Drehimpuls
2. Verhalten schnelles schnelles Rad
kippt schwer um, weil starker Drehimpuls, und der Lenker macht "kleine Bewegungen?"
3. was passiert wenn man das Rad kippt?
Der Drehimpulses L wirkt in horizontaler Richtung, wenn man es nach oben kippt fährt es nach rechts und wenn und nach unten nach links (solang der Winkel nicht zu groß ist, sonst kippt es um? Und desto stärker der Impuls desto stärker kann man es kippen
ich denke die 3 müsste stimmen oder? Aber bei 1. und 2. ist da der Drehimpuls die einzige Kraft/"Gesetz" was das Rad "stabil" bzw. nicht hält außer der Anziehungskraft?
danke für eure Hilfe! |
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chrissi94
Gast
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| chrissi94 Verfasst am: 30. Jun 2015 22:30 Titel: |
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kann mir keiner helfen? :/ |
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chrissi94
Gast
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| chrissi94 Verfasst am: 01. Jul 2015 13:44 Titel: |
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wäre euch sehr dankbar, in unserem Physikbuch steht darüber fast nichts und über google fande ich bisher nur sehr "unsachliche" antworten. Bitte um Hilfe! |
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yellowfur
Moderator
Anmeldungsdatum: 30.11.2008
Beiträge: 804
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| yellowfur Verfasst am: 01. Jul 2015 13:57 Titel: |
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http://www.wdr.de/tv/kopfball/sendungsbeitraege/2011/0410/fahrradfahren.jsp
Wenn ich mir das im Netz so durchlese, dann hat das eher weniger mit Drehimpuls zu tun, die Räder sind im Vergleich zum Radfahrer viel zu leicht, um da was auszumachen. Tatsächlich steht das auf der deutschen Wikipedia nicht ganz richtig.
Es kommt eigentlich auf die Fliehkraft an, das heißt, dadurch, dass du beim Fahren immer kleine Kurven fährst (seitliches Wackeln), wirkt eine Fliehkraft, die dein seitliches Umfallen kompensiert.
Also 1: Kippt leicht um, da Geschwindigkeit klein und demzufolge Fliehkraft klein.
2: Kleine seitliche Bewegungen, Fliehkraft größer bei hoher Geschwindigkeit.
3: Beim Kippen liegt der Schwerpunkt nicht mehr auf der Achse, die der Rahmen des Rades trägt und es wird immer schwieriger, die Komponente der Gewichtskraft, die dann seitlich zeigt, zu kompensieren.
Reicht dir das als Antwort?^^
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Wenn du einen Traum hast, dann folge ihm. Wer weiß, wo er dich hinführen könnte. |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 01. Jul 2015 14:35 Titel: |
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Hallo,
ich glaube trotzdem, dass der Drehimpuls eine nicht so unwesentliche Rolle spielt:
Neulich bin ich eine Runde mit dem "Tretroller" meiner Tochter gefahren. Die "Räder" sind dabei eigentlich nur Rollen, ähnlich denen, wie man sie von Inlineskatern kennt.
Das Halten des Gleichgewichtes ist damit viel schwieriger, als mit einem Fahrrad mit großen Rädern. Bei dem Roller spielt der Drehimpuls wahrscheinlich wirklich keine große Rolle (bei den kleinen Rädern).
Und beim Motorradfahren fahre ich z. B. auch nicht dauernd Schlangenlinien und falle trotzdem nicht um.
Beim Motorradfahren kann man noch etwas beobachten:
Man kann ganz leicht eine Rechtskurve einleiten, indem man den rechten Handgriff ein bisschen nach vorne stubst.
Gruß |
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borromeus
Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509
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| borromeus Verfasst am: 01. Jul 2015 14:45 Titel: |
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Naja, ob da die Kreiselkräfte so gering sind mag ich bezweifeln....
...
https://www.youtube.com/watch?v=WwmKAQACQMc
;-)
sehr schnell fährt das Ding ja nicht, und die Relation Reifenmasse zu Fahrzeugmasse wird eher ungünstiger sein als bei einem Fahrrad.
Man kann ja auch problemlos die Hände vom Lenker nehmen und es passiert auch mit verschlossenen Augen einmal gar nichts. Bei einem stehendem Fahrrad wird das nicht klappen.
| Zitat: |
Beim Motorradfahren kann man noch etwas beobachten:
Man kann ganz leicht eine Rechtskurve einleiten, indem man den rechten Handgriff ein bisschen nach vorne stubst.
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Ist beim Fahrradfahren genauso und vollkommen logisch.
Durch das Lenken nach links "kippt" das Motorrad/Fahrrad nach rechts um, und kommt somit in die Schräglage. |
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yellowfur
Moderator
Anmeldungsdatum: 30.11.2008
Beiträge: 804
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| yellowfur Verfasst am: 01. Jul 2015 14:50 Titel: |
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Das Motorrad ist natürlich schwerer als ein Fahrrad.
Ich sage nicht, dass der Drehimpuls gar keine Rolle spielt, aber er ist nicht der einzige Grund.
Wie schnell fährst du mit dem Tretroller, wie schnell mit dem Fahrrad?
Die Fliehkraft wirkt umso stärker, je höher die Geschwindigkeit ist.
Außerdem kann man mit dem großen Reifen eines Fahrrades leichter die Richtung ändern und sich in Kurven neigen als mit den kleinen Rädern des Tretrollers (das Lenken fand ich da sowie immer schwierig).
Wenn du sehr schnell mit dem Fahrrad fährst, wird das benötigte Hin- und Herneigen immer weniger, da man eine hohe Geschwindigkeit hat.
Edit: Hier ist noch eine Veröffentlichung dazu, die relativ allgemeinverständlich gehalten ist. Die sagen, der Geschwindigkeitsbereich für ein Cityfahrrad, bei dem sich Störungen der Gleichgewichtslage durch Dämpfung wegheben liegt bei etwa 16-22 km/h.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/piuz.200601149/pdf
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Wenn du einen Traum hast, dann folge ihm. Wer weiß, wo er dich hinführen könnte. |
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chrissi94
Gast
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| chrissi94 Verfasst am: 01. Jul 2015 16:55 Titel: |
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Also zusammengefasst kann man sagen, dass man nicht umkippt da die Fliehkräfte entgegenwirken (beim Kurvenfahren) und die sind je stärker desto schneller. Desweiteren unterstützen diese "Schlangenlinien" fahren das Gleichgewicht, umso schneller desto kleiner diese "Schlangenlinien". Habe etwas wichtiges vergessen?
Was mich nur wundert, in unserem Buch "Douglas C. Giancolli" ist ein Fahrradreifen mit einem Griff an der Drehachse montiert. Da fällt kein Wort von Fliehkräften sondern nur der Drehimpuls L. Das dort wenn Griff anhebt, dass es nicht umkippt, sondern nach Rechts lenkt.
vielen Dank für eure Mühe!!  |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3251
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| VeryApe Verfasst am: 01. Jul 2015 17:03 Titel: |
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| yellowflur hat Folgendes geschrieben: | Tatsächlich steht das auf der deutschen Wikipedia nicht ganz richtig.
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wieso es steht doch komplett richtig dort.
https://de.wikipedia.org/wiki/Fahrradfahren
siehe Nachlauf.
Es wird daraufhingewiesen das das gerade Ausfahren ein hin und her pendeln ist.
je schneller dir Räder aber rotieren umso mehr spielen kreiseleffekte eine rolle. bei schnellen Geschwindigkeit ist das Fahrrad praktisch unkippbar.
| Zitat: |
Was mich nur wundert, in unserem Buch "Douglas C. Giancolli" ist ein Fahrradreifen mit einem Griff an der Drehachse montiert. Da fällt kein Wort von Fliehkräften sondern nur der Drehimpuls L. Das dort wenn Griff anhebt, dass es nicht umkippt, sondern nach Rechts lenkt.
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im allgemeinen wird in der Physik leider alles in einen Topf geschmissen, egal ob translatorischer oder rotatorischer Impuls. alles ist Drehimpuls.
darum ist wahrscheinlich auch der translatorische Impuls des Fahrrads in diesen Drehimpuls zusammengefasst und somit auch der Fliehkrafteffekt.
Zuletzt bearbeitet von VeryApe am 01. Jul 2015 17:20, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583
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| jh8979 Verfasst am: 01. Jul 2015 17:17 Titel: |
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| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: |
Was mich nur wundert, in unserem Buch "Douglas C. Giancolli" ist ein Fahrradreifen mit einem Griff an der Drehachse montiert. Da fällt kein Wort von Fliehkräften sondern nur der Drehimpuls L. Das dort wenn Griff anhebt, dass es nicht umkippt, sondern nach Rechts lenkt. |
Wieso sollte auch? Wenn ich mit ein Fahrrad von der ruhenden Erdoberfläche aus betrachte, sind da auch keine Fliehkräfte vorhanden. Fliehkräfte sind Scheinkräfte und treten nur in beschleunigten Bezugssystemen auf. |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 01. Jul 2015 17:33 Titel: |
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| borromeus hat Folgendes geschrieben: |
| Zitat: |
Beim Motorradfahren kann man noch etwas beobachten:
Man kann ganz leicht eine Rechtskurve einleiten, indem man den rechten Handgriff ein bisschen nach vorne stubst.
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Ist beim Fahrradfahren genauso und vollkommen logisch.
Durch das Lenken nach links "kippt" das Motorrad/Fahrrad nach rechts um, und kommt somit in die Schräglage. |
Ok. Das ist auch eine Erklärung. Ich habe es immer auf die Präzessionsbewegung des Vorderrades geschoben. Wahrscheinlich überlagern sich auch hier beide Effekte.
Gruß |
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chrissi94
Gast
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| chrissi94 Verfasst am: 01. Jul 2015 17:48 Titel: |
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| hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben: | | borromeus hat Folgendes geschrieben: |
| Zitat: |
Beim Motorradfahren kann man noch etwas beobachten:
Man kann ganz leicht eine Rechtskurve einleiten, indem man den rechten Handgriff ein bisschen nach vorne stubst.
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Ist beim Fahrradfahren genauso und vollkommen logisch.
Durch das Lenken nach links "kippt" das Motorrad/Fahrrad nach rechts um, und kommt somit in die Schräglage. |
Ok. Das ist auch eine Erklärung. Ich habe es immer auf die Präzessionsbewegung des Vorderrades geschoben. Wahrscheinlich überlagern sich auch hier beide Effekte.
Gruß |
- meine Erklärung war richtig? Also muss man noch Unterscheiden zwischen Fahrrad und ein Rad mit Griff wie oben beschrieben?
- der Unterschied zwischen dem Fahrrad und dem Rad mit dem Griff ist doch nur, dass das Rad mit dem Griff nur den Drehimpuls hat während das Fahrrad noch Schlangenlinien bzw hin und her pendelt?
- habe ich das richtig verstanden der drehimpuls = Fliehkraft? |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 01. Jul 2015 19:26 Titel: |
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Der Einfluss der Kreiselkräfte sollte sich leicht überprüfen lassen. Im Gegensatz zu allen andern stabilisierenden Effekten, hängt das Ausweichmoment der Räder von der Fahrtrichtung ab. Lässt man das Fahrrad rückwärts fahren, dann wirkt es in die entgegengesetzte Richtung. Kippt das Fahrrad dabei sofort um, dann dominieren die Kreiseleffekte. |
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chrissi94
Gast
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| chrissi94 Verfasst am: 01. Jul 2015 21:21 Titel: |
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was ist denn jetzt die Kreiselkraft??? Was stimmt jetzt? 4 Leute 4 nicht ganz identische Antworten ?? |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 01. Jul 2015 22:58 Titel: |
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| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: | | Was stimmt jetzt? |
Nimm ein Fahrrad und probier es aus. |
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HallomeinNameIstHase
Gast
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| HallomeinNameIstHase Verfasst am: 02. Jul 2015 02:36 Titel: |
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Das bei youtube eingeben: physics lecture walter lewin bicycle
Guckst du hier. |
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HalloMeinNameIstHase
Gast
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| HalloMeinNameIstHase Verfasst am: 02. Jul 2015 02:37 Titel: |
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@chrissi94: Das ist normal. Versuch nur mal die Frage zu stellen was passiert wenn zwei Züge aufeinander prallen...debatte über duzende Seiten.... |
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chrissi94
Gast
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| chrissi94 Verfasst am: 02. Jul 2015 03:14 Titel: |
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Ich Probiers nochmal, bitte! ich muss wissen ob das so stimmt
- Also zusammengefasst kann man sagen, dass das Rad nicht umkippt, da die Fliehkräfte bzw. Drehimpuls L entgegenwirken (beim Kurvenfahren). Diese sind stärker je schneller man ist. Desweiteren unterstützen diese "Schlangenlinien" fahren das Gleichgewicht. Umso schneller desto kleiner diese werden dise"Schlangenlinien".
Habe etwas wichtiges vergessen? Ist das richtig so?
Der Unterschied zwischen einem Fahrrad und ein Rad mit Griff wie oben beschrieben ist: dass das Rad mit dem Griff nur den Drehimpuls hat während das Fahrrad noch Schlangenlinien bzw hin und her pendelt?
Drehimpuls = Fliehkraft? Stimmt das?
ich hoffe dass ich mir darauf antworten könnt, wäre wirklich wichtig. Vielen Dank für eure Mühe!!
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chrissi94
Gast
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| chrissi94 Verfasst am: 02. Jul 2015 12:15 Titel: |
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Ich Probiers nochmal, bitte! ich muss wissen ob das so stimmt
- Also zusammengefasst kann man sagen, dass das Rad nicht umkippt, da die Fliehkräfte bzw. Drehimpuls L entgegenwirken (beim Kurvenfahren). Diese sind stärker je schneller man ist. Desweiteren unterstützen diese "Schlangenlinien" fahren das Gleichgewicht. Umso schneller desto kleiner diese werden dise"Schlangenlinien".
Habe etwas wichtiges vergessen? Ist das richtig so?
Der Unterschied zwischen einem Fahrrad und ein Rad mit Griff wie oben beschrieben ist: dass das Rad mit dem Griff nur den Drehimpuls hat während das Fahrrad noch Schlangenlinien bzw hin und her pendelt?
Drehimpuls = Fliehkraft? Stimmt das?
ich hoffe dass ich mir darauf antworten könnt, wäre wirklich wichtig. Vielen Dank für eure Mühe!! |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 02. Jul 2015 20:10 Titel: |
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Hallo,
| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: | Ich Probiers nochmal, bitte! ich muss wissen ob das so stimmt
- Also zusammengefasst kann man sagen, dass das Rad nicht umkippt, da die Fliehkräfte bzw. Drehimpuls L entgegenwirken (beim Kurvenfahren). Diese sind stärker je schneller man ist. Desweiteren unterstützen diese "Schlangenlinien" fahren das Gleichgewicht. Umso schneller desto kleiner diese werden dise"Schlangenlinien".
Habe etwas wichtiges vergessen? Ist das richtig so? |
ja, das kann man denke ich so sagen. Wobei bei langsamer Fahrt der Drehimpuls der Räder klein ist, und daher das Gleichgewicht stärker durch Lenkbewegungen und die bei der dadurch eingeleiteten Kurvenfahrt entstehenden Fliehkräfte unterstützt werden muss. Bei höheren Geschwindigkeiten muss weniger stark gelenkt werden, da die Fliehkräfte quadratisch zur Geschwindigkeit steigen, und daher weniger enge Kurven ausreichen und zum anderen auch der Drehimpuls der Räder größer wird.
| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: | | Der Unterschied zwischen einem Fahrrad und ein Rad mit Griff wie oben beschrieben ist: dass das Rad mit dem Griff nur den Drehimpuls hat während das Fahrrad noch Schlangenlinien bzw hin und her pendelt? |
Ja, ein Rad, welches an einem Griff festgehalten wird, bewegt sich ja nicht von der Stelle. Wie sollen da Fliehkräfte entstehen? Außer natürlich die Fliehkräfte im rotierenden Rad selbst.
| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: | | Drehimpuls = Fliehkraft? Stimmt das? |
Nein. Wie kommst Du darauf? Das sind zwei unabhängige Größen.
Gruß |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3251
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| VeryApe Verfasst am: 02. Jul 2015 21:04 Titel: |
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| Zitat: | | Drehimpuls = Fliehkraft? Stimmt das? |
das stimmt so zunächst überhaupt nicht. Fliehkraft ist ne Kraft, und kein Impuls und schon gar kein Drehimpuls.
wenn man davon redet das die Fliehkraft das Fahrrad aufrichtet, dann geht man davon aus das die Fliehkraft über ne Zeitspanne dt wirkt und somit Impuls erzeugt, was aber noch immer keinen Drehimpuls bedeutet.
Angenommen ein Teilchen rotiert um einen Punkt. Nun kann man annehmen die Fliehkraft beschleunigt das Teilchen nach aussen, wenn sie größer als die aufgebrachte Zentripetalkraft ist und bewegt daher das Teilchen über eine Zeitspanne dt nach aussen auf einen größeren Radius.
In der Mechanik nach Newton Axiomen im Inertialsystem braucht man die Fliehkraft nicht denn Sie ist eine Scheinkraft hier ist es der vorhandene Impuls im inertialsystem der das Teilchen nach aussen auf einen größeren Radius befördert, weil er eben nicht ausreichend in Richtung Drehpunkt umgelenkt wird.
Somit entspricht eigentlich die Aussage die fliehkraft stellt das Fahrrad auf aus dem Inertialsystem beschrieben der translatorische Impuls des Fahrrads stellt das Rad auf.
Diesen kann man nun auf einen Bezugspunkt beziehen translatorischer Impuls * Normalabstand Bezugspunkt und somit wird er zum Drehimpuls. plus der Drehimpuls der Räder ergibt einen gesamten Drehimpuls auf den Bezugspunkt.
Und dieser Drehimpuls hält nun das Fahrrad aufrecht.
Da ich dein genanntes Buch nicht kenne, nehme ich nun an das die das irgendwie so zusammengefasst haben, weil man in der Physik gern translatorischen Impuls plur rotatorischen Impuls zu einem gesamten Drehimpuls zusammenfasst und somit beinhaltet dies auch den Fliehkraft effekt.
und so war meine Aussage auch gemeint.
Wenn dir die Fliehkraft aufschlussreicher ist dann halte dich an diese Aussage.
Im Grundegenommen brauchst du doch nur den wikipedia artikel vortragen, hier steht doch alles genau exakt und richtig drinnen, sogar der nachlauf und seine Vorteile wird erörtert.
Solltest du das Fahrrad wie Dr Stupid meint rückwärts betreiben, kannsd du meiner Meinung nach nicht feststellen ob die Kreiseleffekte eine Rolle spielen oder nicht,
weil du dann den positiven Nachlauf in einen negativen Nachlauf verwandelst. und somit das Fahrrad durch den negativen Nachlauf unkontrollierbar wird, der negative Nachlauf bewirkt genau das gegenteil wie ein positiver nachlauf die Räder neigen sich nun nicht mehr in kipp richtung sonder entgegengesetzt, |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 02. Jul 2015 22:06 Titel: |
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| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: | | - Also zusammengefasst kann man sagen, dass das Rad nicht umkippt, da die Fliehkräfte bzw. Drehimpuls L entgegenwirken (beim Kurvenfahren). |
Der Drehimpuls wirkt nicht dem Kippen entgegen und er wirkt nicht beim Kurvenfahren, sondern umgekehrt: Wenn das Fahrad kippt, dann sorgt der Drehimpuls des Vorderrades mit dem resultierenden Ausweichmoment dafür, dass das Fahrrad eine Kurve in die Richtung fährt, in die es kippt. Die dadurch verursachten Fliehkräfte richten das Rad dann auf.
| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: | | Desweiteren unterstützen diese "Schlangenlinien" fahren das Gleichgewicht. |
Nein, nicht desweiteren. Die Schlangenlinien wirken nicht zusätzlich, sondern sie sind das Ergebnis des oben beschriebenen Vorgangs. Nach dem sich das Rad aufgerichtet hat, schwingt es durch die Ruhelage und der Vorgang wiederholt sich auf der anderen Seite mit entgegengesetzem Vorzeichen. Das Fahrrad pendelt also ständig hinund her und fährt dabei Schlangenlinien.
| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: | | Der Unterschied zwischen einem Fahrrad und ein Rad mit Griff wie oben beschrieben ist: dass das Rad mit dem Griff nur den Drehimpuls hat während das Fahrrad noch Schlangenlinien bzw hin und her pendelt? |
Der Unterschied ist, dass das Rad sich nicht vom Fleck bewegt. Wenn man es nicht festhält, sondern rollen läst, dann passiert genau dasselbe wie beim Fahrrad.
| chrissi94 hat Folgendes geschrieben: | | Drehimpuls = Fliehkraft? Stimmt das? |
Nein. |
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