Diskussion:Fahrphysik (Fahrrad)

Nachlauf

Die Erklärungen zum Nachlauf sind imo falsch, da sie nicht geometrisch wie beim Einkaufwagen erklärt werden können. Der Einschlag des Lenkers bei Kurvenneigung kommt durch die Massen des Vorderrads und des Lenkers zustande (deshalb sollte man mit Lenkertasche auch nicht freihändig fahren). Wenn der Lenker dann nicht "wegklappen" soll, muss ein Kräftegleichgewicht zustande kommen. Dieses wird durch die Seitenführungskraft*Nachlauf erzeugt. Ein Ausrichten durch die Reifenbreite ist nicht von Bedeutung. Auch gibt es keine "Richtkraft". Da die Bremsen nicht angezogen sind, kann das Vorderrad nur Seitenkräfte und Radlasten übertragen.--Wruedt (Diskussion) 09:57, 6. Mär. 2019 (CET)

Die Bilder zum Durchstoßpunkt der Lenkachse sind ebenfalls falsch. Der Durchstoßpunkt liegt stets auf der Schnittlinie Fahrbahn-Radmittelebene.--Wruedt (Diskussion) 10:10, 6. Mär. 2019 (CET)

Kreiselwirkung

In dem ehemals lesenswerten Artikel Fahrradfahren steht folgendes zum Freihändigfahren: "Ab einer Geschwindigkeit von 20 km/h werden die auf die Laufräder wirkenden Kreiselkräfte so stark, dass ein stabiles Geradeausfahren und ein großer Teil der Lenkmanöver auch freihändig möglich sind. Der Beitrag der rotierenden Laufräder als Kreisel zur Stabilisierung der Fahrt liegt darin, die zuvor geschilderten nötigen Lenkausschläge zu unterstützen bzw. beim Freihändigfahren auszulösen. Dadurch werden sowohl kleine, bei der Geradeausfahrt notwendige Korrekturen "automatisch" ausgelöst als auch die länger aufrechtzuerhaltenden Lenkausschläge bei Kurvenfahrten."

Im aktuellen Artikel sind angeblich ab 20 km/h keine Kreiselkräfte mehr spürbar. Ja was den nun? Nach dem der Drall mit zunehmender Geschwindigkeit größer wird, neige ich der ersten Ausage zu.--Wruedt (Diskussion) 08:27, 7. Mär. 2019 (CET)

Was im Moment im Artikel steht, ist in der Tat falsch. Vielmehr sind die Kreiselkräfte proportional zur Umdrehungszahl und damit zur Geschwindigkteit des Fahrrads. Je schneller man fährt, desto größer wird das durch ein Kippen induzierte Drehmoment auf den Lenker. Das in den folgenden Sätzen angebrachte Argument, dass das Hinterrad schnell in die Spur des Vorderrads gelange, ändert daran genau gar nichts. Außerdem widerspricht die Aussage den Beobachtungen in der Realität. Nach dem Zieleinlauf haben Radrennfahrer kein Problem bei voller Geschwindigkeit beidhändig zu jubeln. Motorradfahrer fahren bei noch wesentlich höheren Geschwindigkeiten freihändig. Ich bin mir sehr sicher, dass Arnold Sommerfeld das so nicht geschrieben hat. Seine Behandlung der Physik des Kreisels gilt auch heute noch als Referenz zu dem Thema.

Ich habe die Passage ersatzlos entfernt. Danke für den Hinweis. ---<)kmk(>- (Diskussion) 11:51, 7. Mär. 2019 (CET)

Chaotisches Endverhalten

Was hat denn das mit der Fahrdynamik des Fahrrads zu tun? Das Fahrrad als ganzes ist doch kein Kreisel, sondern die Kreiselwirkung hat Einfluss auf die Fahrdynamik des Fahrrads was durch andere Gleichungen beschrieben wird.--Wruedt (Diskussion) 18:23, 7. Mär. 2019 (CET)

Kühne These

"Der Nachlauf ergibt sich aus dem Lenkkopfwinkel und der Gabelvorbiegung; wie er sich aufs Fahrverhalten auswirkt, ist immer von diesen zwei Faktoren abhängig. Ein Nachlauf von 60 mm ergibt sich etwa bei einem Lenkkopfwinkel von 74° und einer Gabelvorbiegung von 40 mm, ebenso jedoch bei 71° Lenkkopfwinkel und 63 mm Vorbiegung. Beim ersten Beispiel (Kriteriumsrennrad) ergibt sich ein agiles Lenkverhalten, beim zweiten (Tourenrad) ist die Lenkung richtungsstabiler, allerdings auch empfindlicher beim Einspuren in Längsrillen."

Es wird die Behauptung aufgestellt, die Unterschiede im Fahrverhalten zwischen Kriteriumsrennrad und Tourenrad wären bei gleichem Nachlauf auf minimal unterschiedliche Lenkkopfwinkel und Gabelvorbiegungen zurückzuführen. Die anderen wesentlichen Unterschiede (Reifenbreite, Luftdruck, Vorbaulänge, Radstand, Steifigkeit der Gabel und des Rahmens, ...) werden unterschlagen. Imo grenzt das an TF.--Wruedt (Diskussion) 09:47, 10. Mär. 2019 (CET)

Wie man Fahrradgabel entnehmen kann, dient die größere Gabelvorbiegung beim Tourenrad eher dazu eine gewisse Federung bei Bodenunebenheiten zu ermöglichen ( s. auch hier).--Wruedt (Diskussion) 14:08, 10. Mär. 2019 (CET)

Gefühlt kommt beim Rennrad der kürzere Radstand dazu. Mich würde ja interessieren, wie ausreichend der Kreisel für Erklärungen verständen ist. Mit Sommerfeld / Klein kann man noch nicht radfahren. Die Neigung zum Fall gehört seit den neuen Erkenntnissen dazu. Ansonsten erstmal Danke, es liest sich schon besser. --Room 608 (Diskussion) 00:37, 12. Mär. 2019 (CET)

Versteh den Satz: "Durch extremes Einschlagen des Lenkers lässt sich die Unterstützungsfläche für den Schwerpunkt vergrößern." nicht. Ausser einer Verschiebung des Radaufstandspunkts in Querrichtung passiert nicht viel. Ist das gemeint? Eine Vergrößerung der Fläche kann's jedenfalls nicht sein.--Wruedt (Diskussion) 08:55, 12. Mär. 2019 (CET)

Ich würde das verstehen, dass durch das Einschlagen und mit "Durch abwechselndes starkes Einschlagen des Lenkers kann das Rad leicht um den Radaufstandspunkt des Hinterrads gedreht werden, wodurch sich die Unterstützungsfläche relativ zum Fahrer verschiebt.", dass das Fahrrad relativ unter dem Fahrer woanders steht, quasi nacheinander auf mehreren Punkten, deren Abstände zu einer (eingebildeten) "Quasi"fläche ergänzt werden. -- Room 608 (Diskussion) 18:18, 12. Mär. 2019 (CET)

Baustelle

@Roomsixhu: Hab mal auf meiner Benutzerseite eine überarbeitete Version mit etwas anderer Gliederung und Relativierung der Kreiseleffekte eingestellt (Fahrphysik (Fahrrad)). Der große Rest ist aber gleich geblieben. Bitte mal kritisch drüberschauen, ob das so OK ist.--18:41, 12. Mär. 2019 (CET)

Liest sich gut und flüssiger. Reicht die Neigung in einer leichten langsamen Kurve für merkliche gyroskopische Drehbewegungen? Beim Freihändigfahren steuere ich mit Po und Sattel, indem ich sozusagen den Rahmen mit Hinterrad gegen das Vorderrad *verwinde* indem ich gegen die Haftung des Vorderrads arbeite. Und mich neige etc. --15:06, 15. Mär. 2019 (CET)

Ohne Titel

Der Artikel hat zahlreich gravierende Fehler. Einer der wichtigsten ist, dass das rollende Einzelrad als Muster für das physikalische Modell dient. Wirkt eine Störung, z.B. ein kurzzeitiger schwacher Windstoss auf ein geradeaus rollendes Rad ein, so geht es auf eine neue, immer noch stabile Trajektorie über. Wiederholte Störungen addieren sich. Es existiert ein Kontinuum von stabilen Trajektorien.

Das Fahrrad im Gegensatz, kennt beim Freihandfahren bloss einen einzigen stabilen Zustand, die Geradeausfahrt. Störungen werden ausgeregelt, das autonome Fahrrad wird automatisch auf den Sollzustand zurückgeführt. Die zwei wichtigsten Parameter sind die Stabilität und die Stossantwort. In der Grenzgeschwindigkeit für Stabilität des autonomen Fahrrads (20 km/h für eine typische Rahmengeometrie) ist die Präzession nicht enthalten. In der Praxis spielt die Stabilität kaum eine Rolle. Obschon das autonome Fahrrad oberhalb 20 km/ instabil ist, kann man in diesem Bereich trotzdem Freihandfahren.

Viel entscheidender ist die Stossantwort, d.h. die Art wie das Fahrrad nach einer Störung in den Sollzustand zurückkehrt. Beim Einzelrad existiert der Begriff Stossantwort nicht. Das Einzelrad verharrt in seiner neuen Umlaufbahn. Ein Sollzustand existiert nicht. Freihandfahren könnte man so nicht.

Unterhalb 20 km/h, im intrinsisch stabilen Bereich, hat die Präzession eine stark positiven Einfluss auf die Stossantwort. Sie erhöht den Fahrkomfort. Im instabilen Bereich oberhalb 20 km/h muss beim Freihandfahren der Fahrer für Stabilität sorgen. Dies gelingt durch Erhöhen des Rahmenkippwinkels im Vergleich zum Schwerpunktkippwinkel. Mit Präzession genügt eine Reaktionszeit von 2 Sek. Ohne Präzession wären es 0.2 Sek, d.h. ausserhalb der Möglichkeiten auch eines geübten Fahrers.

Die Präzession ist wichtig für das Freihandfahren, aber ganz anders als im Artikel dargestellt.

Siehe dazu: Zusammenfassung des Artikels ohne Formeln https://drive.google.com/file/d/15UolfbOPIHrcVnU9Rmy-B-DS1NHJD8RJ/view?usp=sharing Vollständiger Artikel:https://sites.google.com/view/physikdesfahrradfahrens/startseite (nicht signierter Beitrag von Bikeprofessor (Diskussion | Beiträge) 18:20, 26. Okt. 2022 (CEST))