Räder für Fahrzeuge

eine schnelle Fortbewegung von Gütern und Personen, primär auf relativ ebenen Trassen erzielt.werden Räder mit Hilfe von Lagern rotierend auf Achsen - heute meist nur auf Achszapfen - eines Fahrzeugs montiert, so wird mit diesem, im vergleich zum Schleifen des zu transportierenden Gegenstandes, über eine zurückzulegende Strecke eine wesentliche Verminderung der Reibungskräfte und damit ein Energie sparender Transport von schweren Gütern bzw.

Der Reibbeiwert für eine Kombination von Stahl auf rauher Oberfläche beträgt 0,5, der für Stahl auf Stahl 0,1. Hierbei ergibt sich die jeweilig auftretende Reibkraft aus der Normalkraft (entsprechend der Masse mal der Erdbeschleunigung) multipliziert mit dem Reibbeiwert. zu fahren, ist jeweils die folgende Arbeit (entsprechend Kraft mal Weg) zu leisten.Zum vergleich: Um eine Stahlplatte von 100 kg Masse über eine Strecke von 10 m zu schleifen bzw. Beim Schleifen ist die Stahlplatte über die gesamten 10 m in kontakt mit der rauhen Oberfläche, somit ergibt sich die Arbeit W(s) zu.

W(s) = 100 kg x 9,81 N/kg x 0,5 x 10 m = 4905 J

Beim Fahren mit Rädern vom Durchmesser 1000 mm und Achsdurchmesser 50 mm reduziert sich der Weg der Stahlnabe, die sich an der Stahlachse reibt, im Verhältnis der Durchmesser und somit ergibt sich die Arbeit W(f) zu.

W(f) = 100 kg x 9,81 N/kg x 0,1 x 50 mm / 1000 mm x 10 m = 49 J

(zur Dimensionsbetrachtung: 1 Newton Meter ist äquivalent zu 1 Joule).

selbst wenn wir die Arbeit, die auf Grund der Masse des Wagens und des Rollwiderstandes der Räder zu leisten ist, in der Größenordnung des Transportes der Stahlplatte annehmen, ist die Energieeinsparung enorm.

Für die schnelle Fortbewegung, den Bau schneller Fahrzeuge ist eine weitere Eigenschaft des Rades entscheidend: es dreht sich ab einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit, wie der Kreisel, stabil um die Achse und verhilft dem Fahrzeug hierdurch zu einem stabilisierenden Geradeauslauf bei hohem Fahrkomfort.

Beispiele hierzu:.

• freihändiges Radfahren.
• Radrennfahrer werden, wie bei spektakulären Bergabfahrten zu sehen, bei nicht angepasster Geschwindigkeit und nicht entsprechender Schräglage des Fahrrades geradeaus in den Graben gedrängt.
• Bei Autofahrten durch Kurven erfahren wir den Effekt. Wenn wir in der Kurve das Steuer loslassen, bringen die dadurch freiwerdenden, durch den Kreiseleffekt erzeugten Rückstellkräfte das Fahrzeug im selben Augenblick und schnell zum Geradeausfahren.
• Würden die Räder " eiern ", würden wir im Fahrzeug ziemlich durcheinander geschüttelt.