Wenn Sie beispielsweise die Vorderräder nach rechts einschlagen, neigt Ihr Auto dazu, in seiner ursprünglichen Vorwärtsrichtung weiterzufahren. Es gibt jedoch Reibung zwischen dem Rad und dem Boden, die es daran hindert, in Vorwärtsrichtung weiterzufahren. Wenn wir uns jedoch langsam drehen, gleitet das Rad nicht auf dem Boden (gleitet entlang der Drehachse des Rads). Daher sollten wir keinen kinetischen Energieverlust durch kinetische Reibung verursachen. Wenn das Auto jedoch aus der Kurve kommt, ist es zwangsläufig viel langsamer. Meine Frage ist, wo geht die ursprüngliche Energiekinetik des Autos hin, wenn es keine kinetische Reibung gibt? Alle obigen Ausführungen gehen davon aus, dass Sie sich auf derselben Höhe drehen, ohne dass sich die Gravitation ändert. potenzielle Energie.
Wir können davon ausgehen, dass dies in einem Vakuum ohne Luftwiderstand geschieht. Mit normaler Schwerkraft. Das Auto dreht sich so, dass es nicht rutscht. Nehmen Sie auch an, dass der Automotor ausgeschaltet ist, um die Komplikation mit Leerlaufmotoren zu beseitigen. Nehmen Sie auch an, dass das Autogetriebe ein Differential hat, damit sich die beiden Räder unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können.
Abgesehen von der Verformung, die der Gummireifen zwangsläufig erfährt, wenn er sich dreht (bereits in den früheren Antworten erwähnt), habe ich immer angenommen, dass ein wichtiger Verlustmechanismus in der Kurve darin besteht, dass alle vier Reifen eine endliche Breite haben, und für keinen dieser vier Reifen ist die geforderte Fahrgeschwindigkeit über die Reifenbreite gleich? Irgendwann über die Breite des Reifens, hoffentlich nahe der Mitte, stimmt die Straßengeschwindigkeit gut mit der Radgeschwindigkeit überein, aber für jeden anderen Punkt gibt es eine Diskrepanz. Die Seite des Reifens auf der Innenseite der Kurve dreht sich möglicherweise zu schnell und auf der Außenseite zu langsam, sodass Sie für den größten Teil der Breite des Reifens Gummi über die Straße ziehen. Sie können etwas hören, das darauf hindeutet, dass dies auch bei geöffneten Autofenstern vor sich geht.
Zweitens kann sich die Geometrie der Lenkung ändern (einige Autos zeigen beim Lenken viel Sturz in den Lenkrädern), sodass dort möglicherweise andere Verlustmechanismen vorhanden sind.
Erstens, selbst wenn ein Auto im Leerlauf ist, dreht sich der Motor immer noch und es ist möglich, dass er arbeitet. Wenn Sie also langsam genug fahren, kommen Sie schneller aus der Kurve heraus, als Sie sie betreten haben.
Es gibt keine kinetische Reibung zwischen dem Reifen und der Straße, aber das bedeutet nicht, dass es keine Reibung gibt. Reifen und Fahrbahn üben zwischen ihnen Haftreibung aus. Wenn es keine Reibung gäbe, würde das Auto auch mit schrägen Reifen geradeaus fahren. Aber Haftreibung ist auch nicht unbedingt dort, wo die Energie verloren geht, da sie genauso gut positive Arbeit für das Auto leisten könnte, wie wenn Sie beschleunigen.
Der wirkliche Verlust an kinetischer Energie entsteht durch Luftwiderstand und Reibungs-/Verformungsverluste innerhalb des Autos. Ein Reifen ist kein perfekter Kreis, er ist unten etwas flacher als oben. Durch die Drehung des Reifens verändert das Gummi seine Form und erwärmt sich dabei. Ähnliche Verformungen treten in der Achse und jedem anderen beweglichen Teil des Motors auf. Überall dort, wo sich bewegliche Teile berühren, wie z. B. die Achse, die ihr Gehäuse berührt, oder die Kolben an der Zylinderwand, entsteht kinetische Reibung, selbst wenn sie geschmiert sind.
Bearbeiten Sie als Reaktion auf Ihr Update: Alles, was sich geändert hat, ist, dass Sie eine Energieverlustquelle entfernt haben: den Luftwiderstand. Alle anderen Verlustquellen sind noch da, innere Reibung und Verformung.
Euro Mizellen
Johann Gross
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