Verzögerung von Fahrzeugen

Wissenschaft Physik
#1

Im Kollegenkreis entbrannte folgende Diskussion:

  • Motorräder haben eine grössere Bremsverzögerung, da geringere Masse, als Automobile

Eine Gruppe schloss sich dieser Meinung an, ein andere (darunter ich) meint, dei Masse ist bei der Bremsverzögerung nicht massgeblich.

Ich behauptete auch, gehört zuhaben, dass die theoretisch maximal mögliche Verzögerung 9,81 m/s^2 ist.

Was stimmt nun ?

Wahrscheinlich wahr ist, dass die Mehrzahl der Motorräder bessere Brems- und Beschleunigungswerte hat als die Mehrzahl aller Autos.

Für sachdienliceh Hinweise dankt jetzt schon :

Hans

#2

Tach Hans,

Ich behauptete auch, gehört zuhaben, dass die theoretisch
maximal mögliche Verzögerung 9,81 m/s^2 ist.

nö warum sollte die Erdbeschleunigung sowas sein.
Wenn dem so wäre, gingen Auffahrunfälle allesamt sehr glipflich ab.
Je nach Geschwindigkeit treten Beschleunigungen von mehreren Hundert m/s2 auf.

Gandalf

#3

Hi Hans,

  • Motorräder haben eine grössere Bremsverzögerung, da geringere Masse, als Automobile

Stimmt. Beschleunigung ist die Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit. Je mehr Masse zu beschleunigen (oder zu bremsen) ist, um so schwerer geht das. Vielleicht erinnerst Du Dich an ein Spiel auf dem Schulhof: Wir beide strecken die Wampe raus und latschen furchtlos aufeinander zu. Wer anschließend auf dem Hintern sitzt, wiegt zu wenig.

Ich behauptete auch, gehört zuhaben, dass die theoretisch maximal mögliche Verzögerung 9,81 m/s^2 ist.

Die maximal mögliche Bremsverzögerung liegt bei etwa unendlich, die tritt immer dann auf, wenn ein Fahrzeug vor eine Mauer knallt. Die im Fahrbetrieb erreichbare Bremsverzögerung hängt vor allem davon ab, wie die Reifen auf der Straße haften und natürlich von der Fahrzeugmasse.

Wahrscheinlich wahr ist, dass die Mehrzahl der Motorräder bessere Brems- und Beschleunigungswerte
hat als die Mehrzahl aller Autos.

Stimmt. Der Grund liegt in ihrer relativ geringen Masse.

Gruß Ralf

#4

Hallo,

Die im Fahrbetrieb erreichbare
Bremsverzögerung hängt vor allem davon ab, wie die Reifen auf
der Straße haften und natürlich von der Fahrzeugmasse.

Ein ganz wesentlicher Punkt ist aussserdem die Lage des Schwerpunkts. Die beste Bodenhaftung der Reifen nützt dir nichts, wenn du überschlägst.

Grüße,
Moritz (dessen Fahrrad-Vorderbremsen schon mal zu stark waren…)

#5

Hallo Ralf,

eigentlich war mein Ansatz, dass die Beschleunigung/Verzögerung von der Haftreibung der Reifen begrenzt wird.

Fr = m \* g \* my (m:Masse des Fahrzeugs, g: Erdbeschl., my Haftreibungsbeiwert)

Und diese Kraft wirkt als Verzögerung auf das Fz.:

F = m \* a (m:Masse, a: Beschleunigung)

Also:

 m \* g \* my = m \* a
 g \* my = a

Nun ist mein Halbwissen, dass der Haftreibungsbeiwert Gummi/Asphalt bei max. 1 liegen kann, also ist die maximale Beschleungiung auf etwa 1g beschränkt.
Voraussetzung ist, dass immer Haftreibung im Speil ist. Lt meinem Physikprof (vor ca 25 Jahren) gibt es auch Effekte, in den sich der Reifen mit der Fahrbahn verzahnt, und da dann Formschluss statt Kraftschluss herrscht.

Gruss
Hans

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#6

Hallo Hans,

Im Kollegenkreis entbrannte folgende Diskussion:

  • Motorräder haben eine grössere Bremsverzögerung, da
    geringere Masse, als Automobile

Beim Bremsen, musst du die Bewegungsenergie in eine andere Energieform umwandeln, eigentlich wird es dabei immer warm. Selbst wenn du gegen die Mauer knallst, wird bei der Verformung deiner Karosserie Wärme frei. Bei „gesitteten“ Bremsmanövern wird, z.B. bei Schienenfahrzeugen und Elektroautos, ein Teil der kynetischen Energie in Elektrische umgewandelt und nicht einfach in Abwärme.

Aber bleiben wir bei eine „normalen“ Verzögerung auf einer offenen Strecke.

Hierbei wird die kynetische Energie der Karosserie (die Räder selbst als Energiequelle lassen wir einaml weg) über die Bremsen in wärme umgewandelt. Damit die Bremse wirkt, muss die Kraft über die Räder an den Bodem weitergeletet werden.
Hier ist das erste Problem, wenn die Reibung zwischen Rad und Boden zu klein ist, blockieren einfach die Räder und selbst die dickste Bremse bringt keine richtige Verzögerung zu Stande ( Das testen viele Autofahren jeden Winter).

Also ist die maximal übertragbare Energiemenge durch die Räder begrenzt. Die zu übertragende Energie ist aber, bei gleicher geschwindigkeit, von der Masse abhängig.
Und dieses Verhältnis ist beim Motorad einfach günstiger.

Mit entsprechendem Aufwand, wie bei Rennwagen, kann man entsprechende Werte erreichen. Die Bremsen selbst sind nicht das Problem, nur die Bodenhaftung begrenzt die maximal erreichbare Verzögerung.

Übrigens, hast du schon einmal erlebt, wenn eine 40 Tonner-Zugmaschine, ohne Auflieger, ein Vollbremsung hinlegt ?? Da hat ein Motorad Mühe mitzuhalten, weil in diesem Fall alles etwas ünerdimensioniert ist.

MfG Peter(TOO)

#7

Hallo Hans,

Voraussetzung ist, dass immer Haftreibung im Speil ist. Lt
meinem Physikprof (vor ca 25 Jahren) gibt es auch Effekte, in
den sich der Reifen mit der Fahrbahn verzahnt, und da dann
Formschluss statt Kraftschluss herrscht.

Deshalb spielt die Gummimischung und die Fahrbahnoberfläche so eine grosse Rolle.
Weicher Gummi und eine raue Farhrbahn ergeben die höchsten Werte. Allerdings erzeugt eine raue Fahrban mehr Lärm und weicher Gummi nützt sich schneller ab. Auch hier muss die Technik einen Kompromiss zwischen den sich wiedersprechenden Anforderungen finden (Lärm, Reifenlebensdauer, Umweltschutz usw.).

MfG Peter(TOO)

#8

Zusatzfrage
Hallo,

beim Auto liegt der Bremsweg bei ca. 35-40m aus 100 km/h. kennt jemand auch Werte für Motorräder? (ca. Werte)

Danke

mfG,
erdbrink

#9

Hallo,

beim Auto liegt der Bremsweg bei ca. 35-40m aus 100 km/h.
kennt jemand auch Werte für Motorräder? (ca. Werte)

http://www.internetratgeber-recht.de/Verkehrsrecht/f…
Alleine schon die Tabelle mit den Werten für die Verzögerung ist lesenswert !!

(Gefunden mit google: „bremsweg motorrad“, erster Treffer)

MfG Peter(TOO)

#11

Danke [owt]
nix

#12

Klarstellungen
Hallo,
reichlich wurde kommentiert, teilweise jenseits aller Grundlagen der Mechanik, teilweise auch einzelne richtige Aspekte.
Nun meine Feststellungen / Kommentare :

  • Motorräder haben eine grössere Bremsverzögerung, da
    geringere Masse, als Automobile

Nein. Dafür gibt es keinen Grund.

Eine Gruppe schloss sich dieser Meinung an, ein andere
(darunter ich) meint, dei Masse ist bei der Bremsverzögerung
nicht massgeblich.

Die Masse des Fahrzeuges/Motorrades ist sehr wohl von Bedeutung. Das zeigt schon die Gleichung : Verzögerung x Masse = Bremskraft (dabei vernachlässigt : rotatorische Massen, Luftwiderstand )

Ich behauptete auch, gehört zuhaben, dass die theoretisch
maximal mögliche Verzögerung 9,81 m/s^2 ist.

Wenn man von einem Kraftschlussbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn von 1,0 ausgeht, dann kommt das grob hin.
Eine Stufe genauer wäre bei der Übertragbarkeit der Bremskräfte (Haftung zwischen Reifen und Fahrbahn) die Achslastverlagerung ( vorne be-, hinten entlastet ) zu berücksichtigen. Dabei geht die Aufteilung der Bremskräfte (vorne / hinten) ein. So erklärt sich, dass idR nicht wesentlich mehr als 8 m/s² realisierbar sind, egal ob Motorrad oder Auto.
Im Rennsport, bei hohen Geschwindigkeiten, werden erheblich höhere Verzögerungen erzielt : von 20 bis zu 30 m/s² wird berichtet. Dazu bedient man sich besonderer Reifentechnik (weiche Sliks, die sich im Formschluss in den Straßenbelag „krallen“) und aerodynamischer Effekte (Luftwiderstand, durch Abtrieb verstärkte Anpresskräfte auf die Fahrbahn).

Wahrscheinlich wahr ist, dass die Mehrzahl der Motorräder
bessere Brems- und Beschleunigungswerte hat als die Mehrzahl
aller Autos.

Von der Mechanik her trifft das nicht zu, zumindest nicht fürs Bremsen. Beim Beschleunigen hat das Motorrad Vorteile aus dem günstigeren Verhältnis aus Leistung und Gewicht. Ist - was die Übertragbarkeit zwischen Reifen und Fahrbahn betrifft - aber im Nachteil gegenüber einem Allrad-Antrieb.

Gruß
Karl

#13

(vorne / hinten) ein. So erklärt sich, dass idR nicht
wesentlich mehr als 8 m/s² realisierbar sind, egal ob Motorrad
oder Auto.

Wenn man der Fachpresse Glauben schenken sollte, sind heutzutage Bremswege von 100 km/h um 38 m nichts ungewöhnliches und Werte um 37 auch schon erreichbar.
Die von Peter(too) verlinkte Seite berechnet bei 10 m/s2 38,58 m und bei 10,5 m/s2 36,74.

Z. B. der Mercedes SL 55 AMG soll serienmäßig einen Bremsweg von 36 m erreichen.

Bei Bremswegen von 40 m und mehr (40,6 m entsprechen 9,5 m/s2) fangen die Gazetten an, Abzüge wegen schlchter Bremsen zu vergeben.

Im Rennsport, bei hohen Geschwindigkeiten, werden erheblich
höhere Verzögerungen erzielt : von 20 bis zu 30 m/s² wird
berichtet. Dazu bedient man sich besonderer Reifentechnik
(weiche Sliks, die sich im Formschluss in den Straßenbelag
„krallen“) und aerodynamischer Effekte (Luftwiderstand, durch
Abtrieb verstärkte Anpresskräfte auf die Fahrbahn).

Ich empfehle sich auszurechnen, welche Verzögerung sich kurzzeitig einstellt, wenn man bei Formel-1-Auto und Tempo 300 einfach nur auskuppelt (also die zu Erhaltung dieser Geschwindigkeit notwendigen 900 PS wegschaltet). Man glaubt es nur, wenn man es selbst berechnet hat, also gebe ich keine Zahlen vor :smile:

Hierzu kommen dann die durch den Anpressdruck um Faktor 2…3 gesteigerten Bremskräfte. Die o.g. 2…3 g sind sicherlich gemittelten Werte. Die Spitzenwerte liegen noch deutlich darüber.

MfG

C.