C6 Bremsen

[Gernot2]

Ist denn Physik wirklich so schwierig?

Eigentlich nicht. Bloß der klassische Ingenieur ist da nicht so in seiner Domäne. Das kann ich als Physiker, der in einem Ingenieursberuf arbeitet ein bißchen beurteilen.

Es ist tatsächlich richtig, daß bei zwei gleich geformten Körpern der schwerere schneller fällt, was in dem Fall am Luftwiderstand liegt. Man stelle sich einen Luftballon und einen mit Wasser gefüllten Ballon vor. Packt man die beiden ins Vakuum oder testet das auf dem Mond aus, fallen sie gleich schnell. Es kommt immer auf die Randbedingungen an.

Mich wundert trotzdem, daß in den wenigen Tests mit breiten und nicht so breiten Reifen stets die breiteren einen kürzeren Bremsweg ergeben, auch wenn die Breite gar nicht so riesig unterschiedlich ist, z.B. 195 gegen 225. Eine physikalisch brauchbare Erklärung habe ich noch nirgends gefunden, auch gibt es natürlich keinerlei Angaben über die Reifenmischungen und das Profil. Ich bin mir sicher, daß ein 195er, gut warmgefahrener Slick jeden 225er Breitreifen schlägt, um den Preis extrem kurzer Lebensdauer halt.

[zurigo]

Ich erinnere mich an eine Analogie aus der Optik. Bei der Beleuchtungsstärkenmessung hält man ein Messgerät in einer bestimmten Entfernung vor die Leuchte. Dabei ist es absolut entscheidend in welcher Entfernung man das tut. Misst man aber die Leuchtdichte eines Körpers, der von einer Leuchte bestrahlt wird, passiert etwas anderes. Man richtet das Messinstrument, das aussieht wie eine kleine Super acht Kamera, auf den zu messenden Körper (zum Beispiel eine weiß getünchte Wand). Auf der Mattscheibe dieses Messgerätes ist in der Mitte an Kreis eingezeichnet. Diesem Kreis richtet man auf die zu messende Stelle und misst das reflektierte Licht. Dabei erhält man zum Beispiel den Wert X als Leuchtdichte. Entfernt man sich jetzt von der Wand und misst erneut, bleibt die Leuchtdichte (bei gleichem Winkel zur Oberfläche der Wand) gleich, anstatt sich zu verkleinern, weil man weiter weg ist. Ergo ist bei einer Leuchtdichtemessung die Entfernung zum Objekt ohne Einfluss auf das Messergebnis. Die Erklärung dieser Messung: der Kreis auf der Mattscheibe des Instrumentes erfasst immer die gleiche Menge des reflektierten Lichts, weil einerseits die erfasste Fläche des Messkreises auf der Wand größer wird, aber im gleichen Maße die Entfernung zur Wand abnimmt. Ergebnis: immer gleich.

So etwas ähnliches vermute ich bei der Reibungsgeschichte. Kann es aber noch nicht ganz raffen. Bevor ich jedoch mich damit beschäftige, will ich zuerst klären, ob auf der Erde schwerere Gegenstände schneller fallen als leichte. Das interessiert mich im Moment mehr. Ich glaube, es war Apollo 17, die diesen Versuch mit dem Hammer und der Feder auf der Mondoberfläche (Vakuum) gemacht hat. Es gibt dazu Filmaufnahmen. Und wenn es dort gilt, sollte es auf der Erde bei sechsfacher Gravitation auch gelten. Oder ist das schon wieder eine falsche Folgerung? Falls ja, breche ich alle meine Diäten ab und kaufe mir neue Skier.

zurigo

P. S.: Dieser Text wurde direkt in das Eingabefenster diktiert. Es lebe die Technik.

Bearbeitet 12. Juni 2013 von zurigo

[-albert-]

... Jetzt muss ich erst mal über die Dicken-Theorie und den Luftwiderstand grübeln.

...

Hallo Zurigo,

schade, dass Du darüber noch grübeln willst. Schließlich zeigt dies, dass Du es noch nicht verstanden hast.

Es handelt sich in meinem Beitrag nicht um eine "erhabene Theorie", sondern schlicht um die präzise Darstellung der Abhängigkeit der Beschleunigung von Körpern unter Gravitationskraft von ihrem Verhältnis von Oberfläche zu Masse im luftgefüllten Raum, als die maßgebende Ursache der größeren Beschleunigung "dicker Skifahrer" gegenüber "dünnen Skifahrern".

So jetzt habe ich für Dich einmal gegoogelt. Dein Skifahrerproblem scheint in Deutschland ein umfassend diskutiertes Thema zu sein. Es gibt 'zig Beiträge und Artikel hierzu.

Schau mal hier:

SZ-online: Warum sind dicke Skifahrer schneller? Der Meißner Mathematiker Norbert Herrmann geht der Frage nach, warum man vor dem Abfahrtslauf ordentlich essen sollte.

"Erst wenn man die Luftreibung einbezieht, ergibt sich eine Gleichung, aus der sich die Masse nicht wegrechnen lässt." Dieser Satz ist der vernünftigste des Artikels. Er macht die Luftreibung als Ursache aus, was absolut korrekt ist. Was allerdings danach kommt, ist so unpräzise, dass es dem Kollegen von der reinen Mathematik peinlich sein sollte: "...Der dickere Fahrer drückt die Luft besser weg...."

Um Gotteswillen, Herr Kollege, solche Sätze schreiben ja noch nicht einmal wir in einem Automobilforum! So etwas kann man am heimischem Stammtisch sagen, aber nicht gegenüber einer Zeitung, die dieses Geschwätz dann auch noch abdruckt! - Und das aus dem Munde eines Mathematikers, der einer Disziplin angehört, in der nur Zahlen zählen und nicht Meinungen!

Fast perfekt erklärt wird der Sachverhalt in einem Podcast der Zeitschrift "Bild der Wissenschaft" Auch hier wird der luftgefüllte Raum als der entscheidende Unterschied ausgemacht und die hinwirkende Kraft aus der Masse der Skifahrers in Relation zu den rückwirkenden Kräften betrachtet. Die Luftwiderstandkraft ist weitaus bedeutender, als die ebenfalls erwähnte Gleitreibungskraft, da sie quadratisch mit der Geschwindigkeit ansteigt und bei den gefahrenen Geschwindigkeiten deutlich größer ist.(was aber nicht erwähnt wird): Bild der Wissenschaft

Darüber hinaus gibt es zum Thema einen Artikel von Bild der Wissenschaft-online: Fahren Dicke schneller Ski?

"...Auf alle Skifahrer wirkt die gleiche Beschleunigung, die sich aus der Erdbeschleunigung und der Hangschräge ergibt. Der schwerere Fahrer erfährt eine größere Hangabtriebskraft. Dieser Kraft wirken auf der Piste der Luftwiderstand und die Gleitreibung zwischen Schnee und Ski entgegen. Und die schlagen bei schweren Personen relativ zur Hangabtriebskraft weniger stark zu Buche als bei leichten Personen...."

Darüber hinaus wird dieses Thema in vielen Internetforen diskutiert. Hier wird teilweise Unsinn geschrieben: "Der dicke Skifahrer presst den Schnee stärker zusammen, weshalb er schneller zu Tal gleitet" . Es gibt aber in den Foren auch etliche schlaue Köpfe, die das System verstanden haben und es absolut korrekt beschreiben.

In diesem Forum hat mich leider niemand verstanden. Es ist kein angenehmes Gefühl unverstanden zu sein und darüber hinaus verlacht und verspottet zu werden. Zitat: "putziger Erklärungsversuch"

Gruß, Albert

Bearbeitet 12. Juni 2013 von -albert-

[uwe.v11]

was ist schwerer

a) ein Kilo Federn

ein Kilo Blei

[jozzo_]

Eigentlich nicht. Bloß der klassische Ingenieur ist da nicht so in seiner Domäne. Das kann ich als Physiker, der in einem Ingenieursberuf arbeitet ein bißchen beurteilen.

Es ist tatsächlich richtig, daß bei zwei gleich geformten Körpern der schwerere schneller fällt, was in dem Fall am Luftwiderstand liegt. Man stelle sich einen Luftballon und einen mit Wasser gefüllten Ballon vor. Packt man die beiden ins Vakuum oder testet das auf dem Mond aus, fallen sie gleich schnell. Es kommt immer auf die Randbedingungen an.

Mich wundert trotzdem, daß in den wenigen Tests mit breiten und nicht so breiten Reifen stets die breiteren einen kürzeren Bremsweg ergeben, auch wenn die Breite gar nicht so riesig unterschiedlich ist, z.B. 195 gegen 225. Eine physikalisch brauchbare Erklärung habe ich noch nirgends gefunden, auch gibt es natürlich keinerlei Angaben über die Reifenmischungen und das Profil. Ich bin mir sicher, daß ein 195er, gut warmgefahrener Slick jeden 225er Breitreifen schlägt, um den Preis extrem kurzer Lebensdauer halt.

Ich habs für mich so erklärt.

Den Einheitsreifen gibt es nicht von schmal bis breit.

Fast immer werden Reifen auch flacher und die Mischung ändert sich.

Den 165/70/14 gibts nicht als 245/70/14.

Und die Einheitsgummimischung gibts auch nicht von schmal bis breit.

Je breiter, je sportlicher desto mehr gehts Richtung Maximalhaftung und verringerter Lebensdauer.

Nicht systembedingt weils eben ein breiter Reifen, sondern von den Herstellern (und ich denke auch von den Fahrern) so gewollt.

Und das führt mich zum zweiten Punkt: ABS.

Was nützen die besten Bremsen wenn sie nicht wirken dürfen?

Das ABS wirkt bei starkem Bremsen einem möglichen Blockieren der Räder durch Verminderung des Bremsdrucks entgegen.

Klingelts? Die Bremsen könnten ja, dürfen aber nicht!

Und wann wird vermindert? Wenn der ABS Sensor es sagt. Und wieso sagt er es? Weil er die Reifenumdrehung misst! Antiblockiersystem! Bevor der Reifen blockiert reduziert das Auto den Bremsdruck.

Montiere Vettels F1 Reifen auf den C6, stecke das ABS ab und Du wirst Dich wundern, dass Du im C6 plötzlich Porschebremsen hast.

Deswegen hat mich der Ausflug in die Physiktheorie so gewundert und der Vergleich mit dem Kasten den man verschieben soll so erheitert

Bearbeitet 12. Juni 2013 von jozzo_

[Tim Schröder]

Noch mal zu den Reifen, die natürlich im freien Fall nicht mehr so richtig hilfreich bei der Übertragung von Kräften sind .

Die Formel für die Rollreibung lautet: FR = FN x µr

FN ist dabei die Normalkraft, vereinfacht gesagt das Gewicht mit dem die beiden Oberflächen senkrecht aufeinander gedrückt werden, noch gröber gesagt, das Fahrzeuggewicht mit dem das Rad auf die Straße gedrückt wird.

FR ist die Reibungskraft die infolge der Reibung als Widerstand auftritt

µR ist die Rollreibungszahl

Man erkennt auch ohne Ingenieursstudium, dass eine Reibungsfläche nirgendwo in ihrer Größe definiert wird. Der Rollreibungskoeffizient µR zwischen Gummi und Asphalt (trocken) beträgt ca. 0,7 - 0,8 ebefalls sehr, sehr grob gesagt, denn Asphalt ist nicht gleich Asphalt und die Reifen sind auch nicht alle gleich.

Dass breitere Reifen Kräfte (in der Regel) besser übertragen können als schmalere, hat also nur mit dem Reibungskoeffizienten zu tun.

[jozzo_]

Noch mal zu den Reifen, die natürlich im freien Fall nicht mehr so richtig hilfreich bei der Übertragung von Kräften sind .

Die Formel für die Rollreibung lautet: FR = FN x µr

FN ist dabei die Normalkraft, vereinfacht gesagt das Gewicht mit dem die beiden Oberflächen senkrecht aufeinander gedrückt werden, noch gröber gesagt, das Fahrzeuggewicht mit dem das Rad auf die Straße gedrückt wird.

FR ist die Reibungskraft die infolge der Reibung als Widerstand auftritt

µR ist die Rollreibungszahl

Man erkennt auch ohne Ingenieursstudium, dass eine Reibungsfläche nirgendwo in ihrer Größe definiert wird. Der Rollreibungskoeffizient µR zwischen Gummi und Asphalt (trocken) beträgt ca. 0,7 - 0,8 ebefalls sehr, sehr grob gesagt, denn Asphalt ist nicht gleich Asphalt und die Reifen sind auch nicht alle gleich.

Dass breitere Reifen Kräfte (in der Regel) besser übertragen können als schmalere, hat also nur mit dem Reibungskoeffizienten zu tun.

Es spielen schon noch andere Faktoren mit.

Der da zB hätte gerade keine Bremswirkung .-))

[Tim Schröder]

Der hier auch nicht:

[jozzo_]

Schönes Beispiel.

Bremswirkung ohne Bremse nur dank Reibung :-)

[Simpson57]

Den 165/70/14 gibts nicht als 245/70/14...

...mit dem gehts auch gar nicht. Du bräuchtest einen 245/47/14.

Schlechte Bremswirkung beim C6 hat nichts mit ABS zu tun..die ist schon schlecht bevor es einsetzt.

Nicht das ABS ist schuld sondern das blockierende Rad.. hihihi

[-albert-]

I...Misst man aber die Leuchtdichte eines Körpers, der von einer Leuchte bestrahlt wird, passiert etwas anderes. Man richtet das Messinstrument, ...auf den zu messenden Körper (zum Beispiel eine weiß getünchte Wand). ...und misst das reflektierte Licht. Dabei erhält man zum Beispiel den Wert X als Leuchtdichte. Entfernt man sich jetzt von der Wand und misst erneut, bleibt die Leuchtdichte (bei gleichem Winkel zur Oberfläche der Wand) gleich, anstatt sich zu verkleinern, weil man weiter weg ist. Ergo ist bei einer Leuchtdichtemessung die Entfernung zum Objekt ohne Einfluss auf das Messergebnis. Die Erklärung dieser Messung: der Kreis auf der Mattscheibe des Instrumentes erfasst immer die gleiche Menge des reflektierten Lichts, weil einerseits die erfasste Fläche des Messkreises auf der Wand größer wird, aber im gleichen Maße die Entfernung zur Wand abnimmt. Ergebnis: immer gleich.

...

Hallo Zurigo,

bei diesem Experiment steht ein quadratischer Wert im Zähler und ein quadratischer Wert im Nenner. Das Ergebnis ist das immer 1.

(Die Zahl der erfassten "Bildpunkte" nimmt mit zunehmender Entfernung im Quadrat zu, ihre Helligkeit nimmt aber im Quadrat ab. Ergebnis: 1)

Ich verstehe nicht, welche Verbindung es zur "Reibungsgeschichte" geben soll und was Du damit erklären willst. Die Haftreibungskraft verhält sich proportional zur Normalkraft und proportional zum Reibungskoeffizienten.

P.S.

Frage:

Ist die Zahl unserer Sterne am Himmel endlich oder unendlich?

Richtige Antwort:

Sie ist endlich. Denn wäre die Zahl unendlich, so hätten wir einen vollständig weiß erleuchteten Nachthimmel. Es wäre nicht möglich, zwischen den Sternen "hindurchzuschauen".

Frage:

Wäre dann der Nachthimmel homogen weiß, oder gäbe es hellere und dunklere Stellen. Denn schließlich wären die einen Sterne weniger weit entfernt und die anderen weiter entfernt - und die Helligkeit nimmt ja schließlich im Quadrat zur Entfernung ab.

So, Zurigo, jetzt kommst Du! ;-)

Mit Deinem Wissen, das Du aus Deinem Messinstrument-Experiment erworben hast musst Du diese Frage beantworten können. Wäre der Himmel dann homogen weiß, oder gäbe es hellere und dunklere Stellen am Himmel? ;-)

Gruß, Albert

Bearbeitet 12. Juni 2013 von -albert-

[Tim Schröder]

Schönes Beispiel.

Bremswirkung ohne Bremse nur dank Reibung :-)

Haftreibung!

[JörgTe]

Frage:

Ist die Zahl unserer Sterne am Himmel endlich oder unendlich?

Richtige Antwort:

Sie ist endlich. Denn wäre die Zahl unendlich, so hätten wir einen vollständig weiß erleuchteten Nachthimmel. Es wäre nicht möglich, zwischen den Sternen "hindurchzuschauen".

Die Frage ist glaube ich nach unserem Wissensstand nur aus dem Grund mit "Sie ist endlich" zu beantworten weil wir wissen, dass das Universum endlich ist. Wäre es das nicht, wäre die Begründung "sonst hätten wir einen vollständig weiß erleuchteten Nachthimmel" nicht richtig, weil die Sterne ja in unendlicher Zahl hintereinander angeordnet sein könnten, so dass wir nur den jeweils ersten sehen können.

[-albert-]

.. weil die Sterne ja in unendlicher Zahl hintereinander angeordnet sein könnten, so dass wir nur den jeweils ersten sehen können.

Das ist eine Milchmädchenrechnung. Ein unendlich großer Raum dehnt sich in allen drei Dimensionen unendlich aus, nicht nur in einer.

[JörgTe]

Das ist eine Milchmädchenrechnung. Ein unendlich großer Raum dehnt sich in allen drei Dimensionen unendlich aus, nicht nur in einer.

Und woher weißt Du, dass die unendlich vielen Sterne nicht so angeordnet sind, dass sie aus Erdsicht hintereinander "erscheinen"?

Auch bei einem unendlich großen Raum könnten wir eh nur eine gewisse Anzahl an Sternen sehen, so dass Deine weiße Fläche bei der Sternendichte, die uns bekannt ist, kaum erreicht würde.

[-albert-]

Und woher weißt Du, dass die unendlich vielen Sterne nicht so angeordnet sind, dass sie aus Erdsicht hintereinander "erscheinen"?

Weil der Raum dann nicht unendlich groß wäre! Stelle Dir den unendlich großen Raum nicht als eine unendlich lange Röhre vor, in der die Sterne an einer Achse aufgereiht sind. Ein unendlich großer Raum dehnt sich in allen drei Dimensionen unendlich aus, weshalb Deine "Röhre" kein unendlich großer Raum ist!

Auch bei einem unendlich großen Raum könnten wir eh nur eine gewisse Anzahl an Sternen sehen, so dass Deine weiße Fläche bei der Sternendichte, die uns bekannt ist, kaum erreicht würde.

Das verstehe ich nicht. Das musst Du erklären!

Bearbeitet 12. Juni 2013 von -albert-

[JörgTe]

Albert, ich stelle mir keine unendlich lange Röhre vor. Sonst wäre ich in der Tat ein Milchmädchen. Aber willst Du die theoretische Möglichkeit leugnen, dass unendlich viele Sterne in einem unendlichen Raum so angeordnet sind, dass wir nur einen Bruchteil sehen können?

Zum 2. Teil: Auch Sterne haben eine begrenzte Strahlkraft. Das Licht von zu weit entfernten Sternen können wir nicht sehen.

[5imon.]

Jörgs Idee verstehe ich so, dass quasi die Erde im Mittelpunkt eines unendlichen Universums steht, und die Sterne von da ausgehend in strahlenförmigen Reihen angeordnet sind - die sich beliebig weit (d.h. unendlich) nach "aussen" erstrecken können und natürlich auch in jede beliebige Raumrichtung - solange die Gerade durch die Erde geht.

Die Idee der Erde als Mittelpunkt des Universums ist allerdings schon länger auf dem absteigenden Ast...

[JörgTe]

dass quasi die Erde im Mittelpunkt eines unendlichen Universums steht,

Wo habe ich das geschrieben?

Die Idee des unendlichen Weltraums ist übrigens auch nicht die frischeste. Das hier ist Fiktion.

[-albert-]

Albert, ich stelle mir keine unendlich lange Röhre vor. Sonst wäre ich in der Tat ein Milchmädchen. Aber willst Du die theoretische Möglichkeit leugnen, dass unendlich viele Sterne in einem unendlichen Raum so angeordnet sind, dass wir nur einen Bruchteil sehen können?

Zum 2. Teil: Auch Sterne haben eine begrenzte Strahlkraft. Das Licht von zu weit entfernten Sternen können wir nicht sehen.

Ach, jetzt ist es nicht mehr eine Röhre, sondern jetzt sind es mehrere Röhren!

Lieber Jörg, auch das widerspricht der Definition des unbegrenzten Raumes. Wenn Du Dir die Sterne in Röhren angeordnet vorstellen willst, die sternförmig von der Erde weg angeordnet sind, dann musst Du Dir die Zahl dieser Röhren als unendlich vorstellen, sonst begrenzt Du doch den Raum!

Ein Bruchteil von unendlich ist übrigens unendlich.

Zu 2:

Das ist eigentlich Zurigos Aufgabe.

Zum 2. Teil: Auch Sterne haben eine begrenzte Strahlkraft. Das Licht von zu weit entfernten Sternen können wir nicht sehen.

Und wenn da unendlich viele Sterne "zu weit entfernt" wären? Würde die unendliche Zahl die "begrenzte Stahlkraft" nicht wieder ausgleichen?

Die Lösung lautet: Wäre das Universum unendlich groß, so nähme zwar die Helligkeit der Sterne im Quadrat zur Entfernung ab. Die Zahl der Sterne, die wir mit dem Auge erfassen könnten, nähme aber zugleich mit zunehmender Entfernung der Sterne im Quadrat zu! Das Ergebnis wäre wie in Zurigos Experiment 1. Gäbe es unendlich viele Sterne, so wäre der Himmel homogen, d.h. gleichmäßig hell erleuchtet!

Gruß, Albert

Bearbeitet 12. Juni 2013 von -albert-

[Tim Schröder]

Wenn es unendlich viel Sterne gäbe, wäre das Universum voll. Kein Platz für eine Sonne, die alles beleuchtet, kein Platz für Lichtwellen irgendwo durchzudringen. Es sei denn die Sterne wären aus Glas oder so. So sehe ich das wissenschaftlich unkorrekt.

[JörgTe]

Die Lösung lautet: Wäre das Universum unendlich groß, so nähme zwar die Helligkeit der Sterne im Quadrat zur Entfernung ab. Die Zahl der Sterne, die wir mit dem Auge erfassen könnten, nähme aber zugleich mit zunehmender Entfernung der Sterne im Quadrat zu! Das Ergebnis wäre wie in Zurigos Experiment 1. Gäbe es unendlich viele Sterne, so wäre der Himmel homogen, d.h. gleichmäßig hell erleuchtet!

Gruß, Albert

Ich verstehe nach wie vor nicht, woher Du weißt, WO die Sterne sich befänden, damit wir einen einheitlichen, weißen Himmel hätten. Das ist doch irrational. "Unendlich" hieße doch nicht, dass sie überall wären.

Außerdem verstehe ich nicht, dass Du Dich weiter oben über den Dir angeschlagenen Ton beschwerst. Du selbst hast hier einen überheblichen Ton!

[-albert-]

..

Außerdem verstehe ich nicht, dass Du Dich weiter oben über den Dir angeschlagenen Ton beschwerst. ...

Hallo, ich habe mich nicht beschwert. Wo hätte ich das getan?

..

"Unendlich" hieße doch nicht, dass sie überall wären...

Doch! Das ist doch das Wesen eines Universums, das da nicht nichts ist. Welchen Sinn sollte die Annahme eines unendlich großen Universums machen, wenn man zugleich definiert, das da nichts ist?

Bearbeitet 12. Juni 2013 von -albert-

[-albert-]

Wenn es unendlich viel Sterne gäbe, wäre das Universum voll. Kein Platz für eine Sonne, ...

Hallo, das wäre nur im endlichen Raum so. Jörg hat uns ja nicht verraten wie groß der Abstand der Sterne untereinander innerhalb einer Jörgschen Röhre wäre. Gäbe es unendlich viele Jörgschen Röhren in einem unendlich großen Raum, so könnte sogar noch sehr viel Platz zwischen den Sternen sein. :-)

[JörgTe]

Oh Mann, Albert, unendlich viele Sterne im endlichen Raum. Das Wort "unendlich" scheint Dich ziemlich zu überfordern.

Weiß auch nicht, woher Du die "Röhre" hast, die Dich so amüsiert.

Dass Du meinst, die Sterne müssen dort sein, wo Du sie vermutest, nur damit sie ein weißes Firmament ergeben, von dem Du zurigo erzählen kannst, ist schon etwas grotesk.