Fahrrad als Hebel- die Kraft berechnen, die auf die Kette übertragen wird

Question

Aufgabe:

Hallo

Beim Fahrradfahren können über die Kettenschaltung verschieden große Kräfte auf das Hinterrad übertragen werden; obwohl beim Traeten die Kraft auf die Pedale gleich bleibt, übt das Hinterrad- über die Reibung am Boden. verschieden große Kräfte aus, wenn man verschieden große Zahnkränze wählt.

a) Das Pedal habe einen Hebel der Länge 18cm, der vordere Kranz den Radius 9cm. Beim Treten werde eine Kraft von 500N auf das Pedal übertragen wird.

b) Die Kette -ist wie ein Seil- ein Kraftleiter. Erläutere diesen Sachverhalt am Beispiel genauer.

c) Betracht nun zwei Zahnkränzean der Achse des Hinterrades mit den Radien 4,5cm und 6cm. Das Hinterrrad habe einen Radius von 36cm. Welche Kräfte überträgt das Hinterrad m jeweils? Welche Einstellung wählt man beim Bergauffahren und warum?

Problem/Ansatz:

Bei a) habe ich als Gleichung 18cm*500N= 9cm*F2

das dann durch 9cm und am Ende kommt 1000N .

Aber ich weiß nicht, ob das so richtig ist. Und bei b kann ich den Sachverhalt am Beisiel nicht erklären. Bei c) komme ich auch nicht weiter

Answer 1

Hallo

a) hast du schon mal richtig, das Drehmoment des Pedals ist 18cm*500N das am Zahnrad dann das gleiche also  9cm*F.

b) diese 1000N ziehen an dem obersten Kettenglied, das an dem nächsten  mit derselben Kraft usw, bis zu dem Glied, das über das hintere Zahnrad von 4,5cm (6cm) geht t, da hat man also das Drehmoment 4,5cm*1000N, auf

c) das Hinterrad, wenn du es aussen festhalten wolltest bräuchtest du dasselbe Drehmoment, also die Kraft F3*36cm=1000N*4,5cm entsprechend mit den 6 cm. die kraft F3 wirkt aussen am Fahrrad.Die wird also zum fahren bergauf benutzt. es muss F3 größer sein als in der Ebene.

(Zusatz, wenn sich das 9cm vordere Zahnrad, also auch das Pedal 1 mal dreht, dreht sich das hintere mit 4,5cm doppelt so schnell, das mit 6cm nur 1,5 mal so schnell, beim gleichen Trampeln kommst du also langsamer (aber leichter) vorwärts , wenn die Kette um das 6cm Ritzel geht.

Gruß lul