Wie viel Kraft, um ein Auto zu beschleunigen

Seytan23 · Anmeldungsdatum: 04.04.2016 Beiträge: 1

Meine Frage:
Gute Nacht liebes Forum,

Ich hoffe ihr könnt mir bei einer wichtigen Frage helfen.

Ich möchte wissen wie viel Kraft ich brauche um ein Fahrzeug ( ca. 1.500kg bzw. Opel Corsa) vom Stand aus auf eine Geschwindigkeit von 30 km/h zu bekommen und das natürlich relativ Realitätsnah (wegen der Entfernung).

Man kann sich dieses so vorstellen:

Das Auto steht an der Ampel und es will losfahren um nach ca. 10m-15m auf eine Geschwindigkeit von 30km/h zu bekommen.

Wie berechne ich so etwas und welche Daten brauche ich hierfür noch?

Es ist mir natürlich klar das es darauf ankommt was für eine Bereifung, welcher Untergrund usw.

Ich würde mich riesig freuen wenn jemand da draussen ist der mir helfen kann.

Gruss Seytan

Meine Ideen:
Als erstes muss ich natürlich die Haftreibung bzw. die Rollreibung überwinden und anschliessen muss ich berechnen wleche kraft benötigt wird um das Auto auf die gewünschte Geschwindigkeit zu bekommen.

E=mc² · Anmeldungsdatum: 24.06.2014 Beiträge: 494

Wenn man zuerst einmal Reibung usw. vernachlässigt und eine konstante Beschleunigung annimmt:

somit:

außerdem:

somit:

und für die Kraft:

Bei deinen gegebenen Werten ergibt das eine Kraft von 3,5 bis 5,2 kN (je nach dem ob 10 oder 15m Anfahrtsweg)

Jetzt zur Rollreibung; hier gilt

Ein Autoreifen auf Beton hat einen Rollreibungskoeffizienten c_R von 0,01 bis 0,02, somit ergibt sich eine Kraft von 150 bis 300 N.

Und noch zum Luftwiderstand. Dieser stellt sich besonders komplizert dar, da er von auch von der momentanen Geschwindigkeit des Autos abhängt:

Für einen durchschnittlichen PKW liegt man mit einem c_W von 0,4 und einer Querschnittsfläche A von 2 m² nicht ganz falsch. Eine Luftdichte von 1,2 kg /m³ ist auch recht realistisch, somit etwas gerundet:

Wenn man mal iregendeinen Wert während der Beschleungig für v einsetzt, ich nehme 5 m/s (= 18 km/h), kommt man also auf 12,5 N.

Fazit: Man kann sagen, dass die Kraft irgendwo im Bereich um die 4 bis 5 kN leigt. Die Rollreibung ist eher von untergeordneter Bedeutung und der Luftwiderstand ist bei solch geringen Geschwindigkeit geradzu vernachlässigbar (wegen dem quadratischen Zusammenhang mit der Geschwindigkeit ändert sich das aber bei größeren Geschwindigkeit recht rasch).

Außerdem ist es auch eine recht grobe Vereinfachung die Beschleungigung als konstant anzunehmen, ich wüsste aber auf die schnelle keine viel bessere Methode, zumal das ja auch noch von vielen anderen Faktoren (zB wie viel Gas man gibt etc.abhängt).vielleicht gibt es da aber typische, empirisch ermittelte Beschleunigungsfunktionen a(t), die man finden kann.

Weiters könnte man in so eine Rechung eine etwaigie Neigung der Fahrbahn einbeziehen.