Ph 08

Zusatzaufgaben

Mountainbike

Physik beim Bergsteigen von Kellerer

Wenn du mit dem Mountainbike steile Bergstraßen fahren willst, kommt es darauf an, mit einer bestimmten Kraft F_P auf die Pedale (Der Maximalbetrag dieser Kraft hängt z. B. von deinem Gewicht ab) eine möglichst große Kraft F_R am Hinterrad zu erzeugen.

1. Aufgabe: Berechnung der Kraft am Hinterrad
Zeige: Wenn man gleichmäßig in die Pedale tritt, gilt

2. Aufgabe: Qualitatives zur Kraft am Hinterrad
Durch welche Kriterien wird die Kraft F_R am Hinterrad vergrößert? Kreuze an!

Radius des vorderen Zahnkranzes a_K	groß	klein
Radius des hinteren Zahnkranzes a_K*	groß	klein
Radius des Hinterrades a_R	groß	klein
Länge der Pedale a_P	groß	klein

3.Aufgabe: Berechnung der Hangabtriebskraft
Bestimme durch Zerlegung der Gewichtskraft die Hangabtriebskraft beim Befahren einer Bergstraße mit dem Neigungswinkel 10°, wenn Rad und Fahrer zusammen eine Gewichtskraft von 0,80 kN haben! (Ergebnis: F_H ≈ 0,14 kN)

4. Aufgabe: Berechnung der Pedalkraft
Mountainbikes haben einen Raddurchmesser von 26 Zoll ( ≈ 66 cm). Die Pedale des Rades seien 20 cm lang. Beim Bergauffahren tritt eine Reibungskraft von 0,02 kN auf. Der Radfahrer aus 3) fährt im 2. Gang (a_K = 4 cm, a_K* = 6 cm). Welche Kraft F_p muss er mindestens aufbringen, um auf der Bergstraße (Neigungswinkel = 10°) aufwärts fahren zu können?