Kurven

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Wir betrachten horizontale Kurven.
Es gibt zwei Möglichkeiten:
a) die ebene Kurve
b) die überhöhte Kurve

a) Ebene Kurve

Eine ebene Kurve gibt dem Passagier das Gefühl seitlich hinaus gedrückt zu werden. Je größer die Geschwindigkeit v und umso kleiner der Radius r ist, umso größer ist die Belastung. Die nach innen gerichtete Beschleunigung, die auf den Passagier wirkt, berechnet sich nach folgender Gleichung:
a = v2/r

Missverständnis Zentrifugalkraft

Die meisten Leute kennen das Wort Zentrifugalkraft und beschreiben sie als eine Kraft, die einen nach außen drückt, wenn man sich auf einer Kreisbahn bewegt. Fährt man mit dem Auto eine Kurve nimmt man eine nach außen wirkende Kraft wahr. Aber um sich auf einer Kreisbahn zu bewegen ist eine nach innen gerichtet Kraft, die Zentripetalkraft notwendig!
Um die Ursache des Missverständnisses zu verstehen, ist es notwendig, das Bezugssystem zu wechseln. Betrachte das Ganze nicht vom Inneren des Autos aus, sondern von einem Ort außerhalb des Autos!
The Physics Classroom

Der Passagier ist träge und möchte "eigentlich" weiter geradeaus fahren, der Wagen biegt jedoch "unter ihm" ab, so dass er an die rechte Seite rutscht. Dabei drückt also die Wagen-Wand gegen den Passagier; nicht jedoch der Passagier gegen die Wagen-Wand.

http://www.pen.k12.va.us/Anthology/Pav/Science/Physics/book/loops/home.html © Tony Wayne

Noch mehr zu Zentrifugalkraft, Trägheitskräfte und Inertialsystem:

b) Überhöhte Kurven

Eine überhöhte Kurve vermindert das Gefühl im Fahrzeug nach außen gedrückt zu werden. Eine ideal überhöhte Kurve ist eine, bei der keine äußere Kraft notwendig ist, damit das Fahrzeug auf seiner Spur bleibt. Ist die überhöhte Kurve mit Eis bedeckt, d.h. keine Reibung und hätte der Achterbahnzug  keine Lenkvorrichtung, würde er trotzdem auf den Schienen bleiben.


Das ist der Winkel für die Überhöhung der Kurve, die es einem Fahrzeug erlaubt eine Kurve mit dem Radius r mit einer konstanten Geschwindigkeit v (ohne Reibung) zu durchfahren.

In der Realität hat man natürlich Reibung. Eine überhöhte Kurve ist für eine bestimmte konstante Geschwindigkeit konstruiert. Ist die überhöhte Kurve eisig, sind die Reibungskräfte minimal und der Wagen fährt mit einer größeren Geschwindigkeit als geplant und wird nach oben ausbrechen; ist er zu langsam, rutscht der Wagen nach innen und fällt so aus der Spur.

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E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 06.08.2003