Ph 11

Technik

Herleitung der Formel für den Luftwiderstand

Üblicherweise wird als Formel für den Luftwiderstand die folgende Beziehung verwandt:

Im Folgenden soll nun gezeigt werden, wie man mit einer einfachen energetischen Überlegung auf diese Formel kommt:

Der Radfahrer muss die vor ihm liegende Luft wegschieben. Er verrichtet an der Luft Beschleunigungsarbeit. Der Betrag dieser Arbeit ist:

Wa = FL· s (1)

Dadurch erhält die Luft die kinetische Energie . Ersetzt man die Masse der Luft durch das Produkt aus Volumen (V = A · s) und Dichte, so gilt:

und somit (2)

vL ist die der Luft erteilte Geschwindigkeit. Sie ist nur bei einer Kreisscheibe, welche die Luft wegschiebt, gleich der Geschwindigkeit v des bewegten Körpers. Je nach der Form des Körpers unterscheidet sich vL von v, jedoch gilt annähernd . Man setzt und erhält durch das Gleichsetzen von (1) und (2) die gesuchte Formel für den Luftwiderstand.


Der Widerstandsbeiwert ist eine reine Zahl. In jüngster Zeit unternehmen gerade die Autobauer große Anstrengungen, um den cw-Wert zu verkleinern.

Fahrzeug
cw-Wert
BMX-Geländerad
1,1
Straßenrad, Fahrer aufrecht
1,1
Rennrad, Fahrer in Rennposition
0,88
Liegerad
0,77
PKW
0,2 - 0,6
LKW
0,8 - 1,5
Motorrad unverkleidet
0,7
Motorrad verkleidet
0,5