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Ausblick

Anfahren und Abbremsen beim Fahrradfahren

Kräfte bei konstanter Geschwindigkeit

Damit du beim Radfahren mit konstanter Geschwindigkeit \(v\) fahren kannst, musst du auf gerader Straße gerade so viel Kraft aufwenden, dass du den Radwiderstand \(F_{\rm{Rad}}\), der aus der Rollreibung \(F_{\rm{RR}}\) und dem Reibungswiderstand \(F_{\rm{R}}\) von Lagern und Kette zusammensetzt, sowie den Luftwiderstand \(F_{\rm{L}}\) gerade ausgleichst. Bei einem Musterradler Richard, dessen Masse mit Fahrrad \(m=90\,\rm{kg}\) beträgt, ist der Radwiderstand \(F_{\rm{Rad}}=4\,\rm{N}\) (genauere Infos dazu findest du auf der Seite Reibungskräfte beim Fahrradfahren.

Kräfte beim Beschleunigen

Will unser Musterradler Richard nun z.B. in der Zeit \(\Delta t=5{,}0\,\rm{\>s}\) seine Geschwindigkeit gleichmäßig von \(0\,\frac {\rm {km}} {\rm {h}}\) auf \(36\,\frac {\rm {km}} {\rm {h}}\) erhöhen, so muss er eine zusätzliche Kraft aufbringen. Die Änderung \(\Delta v\) seiner Geschwindigkeit beträgt hier \(\Delta \rm{v} = 10\, \frac {\rm {m}} {\rm {s}} - 0 \frac {\rm {m}} {\rm {s}} = 10 \frac {\rm {m}} {\rm {s}}\)). Daher braucht der Radfahrer dazu die beschleunigende Kraft \[F = m \cdot \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\] \[\Rightarrow F = 90\,\rm{kg} \cdot \frac{{10\,\rm{\frac{m}{s}}}}{{5{,}0\,\rm{s}}} = 180\,\rm{N}\]

Diese zur Beschleunigung notwendige Kraft \(F\) deutlich höher ist als die Radwiderstandskraft \(F_{\rm{Rad}}\) für die gleiche Person mit \(F_{\rm{Rad}}=4{,}0\,\rm{N}\). Und dabei ist in der gesamten Rechnung der zunehmende Luftwiderstand \(F_{\rm{L}}\) noch nicht berücksichtigt. In der Praxis müsste der Radfahrer also eine noch größere Kraft aufbringen, um diese Beschleunigung zu erreichen.