Fahrrad

Hebel am Fahrrad Am Fahrrad treten an vielen Stellen Hebel auf, denken Sie z.B. nur an die Bremshebel. Hier sollen speziell die Hebel beim Fahrradantrieb berücksichtigt werden: Am vorderen Zahnkranz gilt das Hebelgesetz: Das Produkt aus Pedalkraft und Pedalhebelarm ist gleich dem Produkt aus Kettenkraft und dem Radius des vorderen Zahnkranzes: FPedal · rPedal = FKette · rvorne Am Hinterrad gilt ebenfalls das Hebelgesetz: Das Produkt aus Kettenkraft und dem Radius des hinteren Zahnkranzes ist gleich dem Produkt aus Antriebskraft und dem Radius des Hinterrads: FKette · rhinten = FAntrieb · rAntrieb Wenn man die erste Gleichung nach der Pedalkraft auflöst und die zweite Gleichung nach der Antriebskraft, erhält man: FPedal / FAntrieb = rAntrieb / rPedal · rvorne / rhinten Da rAntrieb und rPedal bei einem Fahrrad konstante Radien sind, ist das Verhältnis der Kräfte proportional dem Verhältnis der Zahnkranzradien: FPedal / FAntrieb ~ rvorne / rhinten Dieses Verhältnis heisst Übersetzungsverhältnis und ist gleich dem Quotient der Zähnezahlen, da ein doppelt so grosses Zahnrad auch doppelt so viele Zähne hat.

Energie und Leistung am Fahrrad. Ein Radfahrer, der bei Windstille in der Ebene etwa 15 km/h schnell fährt, muss dafür eine mechanische Leistung von etwa 50W aufbringen. (Auf dem Hometrainer mit Leistungsanzeige kann man das leicht überprüfen.) Fährt der Radfahrer eine Stunde lang mit 15km/h, dann hat er die mechanische Energie 180kJ eingesetzt. 1h=3600sec, 50W mal 3600sec sind 180000J, also 180kJ. Damit man diese Energie in "verbrauchte Kalorien" umrechnen kann, muss der physiologische Wirkungsgrad des Körpers bekannt sein: Der menschliche Körper muss ca. 4-mal soviel Energie mit der Nahrung aufnehmen wie er mechanisch abgeben kann. Für die genannte Fahrt muss also die Energie 720kJ aufgenommen werden, was in etwa dem Nährwert eines trockenen Brötchens entspricht. Um in kcal umzurechnen, müssen die kJ durch 4,2 dividiert werden: 720kJ sind ca. 170kcal. Umgekehrt verbraucht ein Radprofi während eines siebenstündigen Rennens rund 40MJ an Energie! Quelle: WDR, Quarks und Co.

Beleuchtung Nebenstehende Werbung für eine Fahrradbeleuchtung stammt aus dem Jahr 1924. Am Prinzip der Fahrradbeleuchtung hat sich seither nichts verändert: Von der Stromquelle (=Dynamo) geht nur ein Kabel zum Scheinwerfer. Wenn Sie mit der Maus auf nebenstehendes Bild gehen, sehen Sie, dass der Stromkreis über den Rahmen des Fahrrads geschlossen ist. Moderne Fahrradbeleuchtungen arbeiten heute mit Batterien und Leuchtdioden, da sind keine weiteren Kabel nötig.

->Dynamo ->Batterie ->Leuchtdiode