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MMchen60
Anmeldungsdatum: 31.01.2021
Beiträge: 207
Wohnort: Heilbronn
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 MMchen60 Verfasst am: 19. Nov 2021 08:49 Titel: Reibungskoeffizient und Aquaplaning |
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Hallo liebe Forumsgemeinde,
es geht um eine Teilaufgabe der Physikerolympiade, zu der ich einen Lösungsweg suche.
Ein Auto fährt mit 120 km/h. Masse komplett 1820 kg.
Jetzt besteht die Frage, welcher Gleitreibungskoeffizient zwischen Reifen und Fahrbahn vorliegen muss, um bei regennasser Fahrbahn Aquaplaning zu vermeiden.
klar ist, dass im Falle von Aquaplaning die Grenze da ist, wo die Reibkraft gleich der Antriebskraft des Fahrzeuges ist. Jetzt kann ich aus den Angaben zwar die Reibkraft mit  bilden und nach  umstellen. Aber wie kann ich über die kinetische Energie des Fahrzeugs bei 120 km/h die Beschleunigungskraft mit der Reibkraft gleichsetzen?
Vielen Dank für kurzfristige Antworten. |
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gast_free
Anmeldungsdatum: 15.07.2021
Beiträge: 195
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| gast_free Verfasst am: 19. Nov 2021 09:07 Titel: |
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Unter Aquaplaning verstehe ich ein "Aufschwimmen" des Fahrzeuges. Das Wasser schiebt sich wie ein Keil zwischen Reifen und Fahrbahn. Der Kontakt der Reifen mit der Fahrbahn geht verlohren. Der Rollreibungskoeffizient spielt dann keine Rolle mehr. Um dieses Aufschwimmen zu vermeiden kann man im wesentlichen vier Parameter beeinflussen.
1. Geschwindigkeit
2. Tiefe und Anzahl der Rillen im Reifenmantel
3. Reifenbreite
4. Fülldruck
Das Gewicht hat wohl eher eine untergeordnete Bedeutung. Das Reifenmaterial im Grunde auch.
Ich sehe für Deine Aufgabe keinen Ansatz und gebe es hier offen zu. |
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MMchen60
Anmeldungsdatum: 31.01.2021
Beiträge: 207
Wohnort: Heilbronn
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| MMchen60 Verfasst am: 19. Nov 2021 09:28 Titel: |
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| gast_free hat Folgendes geschrieben: |
Ich sehe für Deine Aufgabe keinen Ansatz und gebe es hier offen zu. |
Es muss aber einen geben, zumindest sehr ungenau wegen der vielen Einflussfaktoren.
Das Auto hat ja eine kinetische Energie aus seiner Geschwindigkeit. Die wird ja in eine Beschleunigungskraft längs des Weges umgesetzt, die der Reibkraft entgegenwirkt, sonst würde sich das Auto ja nicht bewegen. Im Falle des Aquaplaning haben wir es idealerweise mit einer gleichförmigen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit zu tun, das heißt das Auto wird nicht mehr beschleunigt. Und diese Grenze gilt es zu bestimmen. Da m und v gegeben sind, müsste man \mu bestimmen können für Reibkraft = Beschleunigungskraft.
Ich denke mal, da gibt es einen einfachen Lösungsweg, denn die Aufgabe ist in der Physikerolympiade für Klasse 10 Gymnasium gestellt. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5875
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| Myon Verfasst am: 19. Nov 2021 10:46 Titel: |
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MMchen60: Nichts für ungut, aber wenn das eine Aufgabe aus einer aktuellen Physik-Olympiade ist, solltest sie selbständig zu lösen versuchen. |
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 19. Nov 2021 12:06 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | | MMchen60: Nichts für ungut, aber wenn das eine Aufgabe aus einer aktuellen Physik-Olympiade ist, solltest sie selbständig zu lösen versuchen. |
Aus der "Feuerzangenbowle" mit Heinz Rühmann:
Bömmel: "Wat habt Ihr für ne fiese Charakter" ;-) |
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 19. Nov 2021 12:06 Titel: |
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| roycy hat Folgendes geschrieben: | | Myon hat Folgendes geschrieben: | | MMchen60: Nichts für ungut, aber wenn das eine Aufgabe aus einer aktuellen Physik-Olympiade ist, solltest sie selbständig zu lösen versuchen. |
Zitat aus der "Feuerzangenbowle" mit Heinz Rühmann:
Bömmel: "Wat habt Ihr für ne fiese Charakter" ;-) |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 19. Nov 2021 13:05 Titel: |
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Ist das die Originalaufgabe?
Damit Aquaplaning entsteht ist der Schwallwiderstand zu überwinden. Dafür gibt es eine empirische Formel in die u.a. Reifenbreite, Dicke des Wasserfilms und die Geschwindigkeit eingehen.
Mit den Angaben in der Aufgabe kann my nicht bestimmt werden. |
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 19. Nov 2021 13:08 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Ist das die Originalaufgabe?
Damit Aquaplaning entsteht ist der Schwallwiderstand zu überwinden. Dafür gibt es eine empirische Formel in die u.a. Reifenbreite, Dicke des Wasserfilms und die Geschwindigkeit eingehen.
Mit den Angaben in der Aufgabe kann my nicht bestimmt werden. |
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MMchen60
Anmeldungsdatum: 31.01.2021
Beiträge: 207
Wohnort: Heilbronn
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| MMchen60 Verfasst am: 19. Nov 2021 13:15 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Ist das die Originalaufgabe?
Mit den Angaben in der Aufgabe kann my nicht bestimmt werden. |
Danke für die Info, das ist auch das, was ich zwischenzeitlich herausgekriegt habe, habe auch die empirische Formel im Netz gefunden. Und da haben sich wohl die Leute, die solche Aufgaben in einer Olympiade für 10-Klässler Gymnasium stellen, wohl kräftig vergriffen. |
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 19. Nov 2021 13:23 Titel: |
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| MMchen60 hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Ist das die Originalaufgabe?
Mit den Angaben in der Aufgabe kann my nicht bestimmt werden. |
Danke für die Info, das ist auch das, was ich zwischenzeitlich herausgekriegt habe, habe auch die empirische Formel im Netz gefunden. Und da haben sich wohl die Leute, die solche Aufgaben in einer Olympiade für 10-Klässler Gymnasium stellen, wohl kräftig vergriffen. |
Könntest du diese empirische Formel hier nicht posten?
Ich (als ziemlich alter Mensch) wundere mich ohnehin, dass so oft hier bei Antworten der "Eine" des "Anderen" Teufel ist.
Wo bleiben Toleranz u. gewisse Demut hinsichtlich der eigenen Wichtigkeit? |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 20. Nov 2021 13:23 Titel: |
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| roycy hat Folgendes geschrieben: |
Könntest du diese empirische Formel hier nicht posten?
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Die Formel lautet
 }\big)^{E(h)} )
b = Breite Reifen
d = Durchmesser Reifen
v = Geschwindigkeit
h = Dicke Wasserfilm
N(h), E(h)= Parameter |
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