Radfahrer - Maximale Steilheit eines Berges

Bloomy · Anmeldungsdatum: 09.10.2006 Beiträge: 12

Hallo,

also, ich hab hier eine einfach unlösbare Aufgabe grübelnd

.

Ein Radfahrer der Masse m kann durchschnittlich eine Kraft von 0,9mg auf die Pedale ausüben. Die Pedale haben eine Länge von 18cm, die Räder einen Radius von 34cm, das vordere Kettenblatt hat 42 Zähne, das hintere 19 Zähne.

Bestimmen Sie die maximale Steilheit eines Berges, den der Radfahrer mit konstanter Geschwindigkeit hinauffahren kann. Die Masse des Radfahrers beträgt 60kg, die des Fahrrades 12kg. Vernachlässigen Sie die Reibung. Führen Sie die Berechnung durch für den Fall, dass die Kraft, die der Radfahrer ausübt, immer

a) tangential zur Bewegung der Pedale
b) nach unten gerichtet ist

So, hab mir jetzt folgende Überlegungen zu a) gemacht.
Der Radfahrer wiegt 60 kg, also kann er durchschnittlich eine Kraft von F=0,9*60kg*(-9,81m/s²) auf die Pedale ausüben.
Da die Kraft tangential zur Bewegung der Pedale ist, vermute ich, dass ich was mit Zentripetalkraft rechnen muss?
Da wäre die Formel dann F=m* (v²/r) oder m*r*w², weil ich ja kein v gegeben hab.
Ich weiß aber absolut nicht, was ich mit der Länge des Pedals anfangen soll und mit den Zähnen von den Kettenblättern grübelnd

Helft mir bitte:)

LG

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Kraftübertragung erfolgt hier über Drehbewegungen.

Tipp: Sagt dir das Drehmoment schon etwas? Was bewirkt eine Kraft, die im Radius r vom Drehzentrum angreift?

Bloomy · Anmeldungsdatum: 09.10.2006 Beiträge: 12

Es sollte mir eigentlich schon etwas sagen, kann mir darunter aber nicht wirklich was vorstellen.

Das Drehmoment M ist r*F*sinPhi. Eine Kraft, die im Radius r vom Drehzentrum angreift....was die wohl bewirken soll...sie bewirkt, dass sich das Rad dreht aber du wolltest bestimmt auf was anderes hinaus;)

Haben das in der Uni mit Integralen gerechnet...nur warum, das versteh ich nicht.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Dieter5858 · Moderator Anmeldungsdatum: 02.08.2004 Beiträge: 696 Wohnort: Hamburg

Hiho
Sind denn die Zähne der zwei Zahnräder gleich groß?

(o mir fällt grad auf das das schwierig wird wenn die unterschiedlich groß wären)

Und sind 0,9mg nicht etwas wenig?
also ich mein jetzt realistisch wäre da wohl etwas anderes.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ja, die Zähne der zwei Zahnräder sind gleich groß, weil ja auch die Kettenglieder überall gleich groß sind.

Und ich würde die 0,9 mg nicht als Milligramm interpretieren, sondern (so wie Bloomy das oben geschrieben hat) als 0,9 * Masse des Radfahrers * Erdbeschleunigung Augenzwinkern