Physik
Von: Ѕаwүеr, 9.4.2011 16:11 Uhr
Hallo,

angenommen ein Fahrradfahrer und ein Fußgänger (gleiches Gewicht, Größe usw.) müssen eine Strecke zurücklegen (Bsp. 10km) wobei beide mit vorgegebener Arbeit (Kraft/Zeit) zurecht kommen müssen.

Ich nehme an, das der Radfahrer schneller am Ziel ist! Wie genau lässt sich das erklären, wenn man bedenkt das beide die gleiche Arbeit verrichtet haben?

Sind es ausschließlich die höheren Reibungsverluste des Fußgängers?

Ich hoffe die Frage klingt nicht zu konfus.


Viele Grüße

Sawyer



  1. Antwort von drаmbеldіеr 2
    Re: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
    Moin, Sawyer,

    beim Laufen wird der Schwerpunkt des Körpers mit jedem Schritt ein paar Zentimeter angehoben. Das ist Arbeit, die der Vorwärtsbewegung nicht zugute kommt.

    Gruß Ralf
    • Antwort von Сlүdеfrоg 1
      Re: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
      Hallo,
      Hallo,
      angenommen ein Fahrradfahrer und ein Fußgänger (gleiches
      Gewicht, Größe usw.) müssen eine Strecke zurücklegen (Bsp.
      10km) wobei beide mit vorgegebener Arbeit (Kraft/Zeit) zurecht
      kommen müssen.
      Bemerkung: Arbeit = Kraft mal Weg. Also sei die Arbeit, einen Menschen von A nach B zu bringen, gleich.


      Ich nehme an, das der Radfahrer schneller am Ziel ist! Wie
      genau lässt sich das erklären, wenn man bedenkt das beide die
      gleiche Arbeit verrichtet haben?
      Beim menschlichen Gang setzen wir die Arbeit suboptimal ein, indem wir im Energiebild von A nach B hoppeln. Die Arbeit, die wir benutzen, um die Beine zu heben ist für die Bewegung verloren. Es fällt jetzt nur deutlich leichter, den Fuß vorzusetzen. Es geht also nur ein Teil der verrichteten Arbeit in die richtige Richtung. Beim Fahrrad gewinnt man diesen Teil teilweise zurück, indem die Energie der Abwärtsbewegung der Beine in kinetische Energie in Zielrichtung umgesetzt wird.
      Die Relevanz dieses Faktors erkennst du daran, wie viel schneller man mit dem Rad fahren kann, als zu laufen. Sind es ausschließlich die höheren Reibungsverluste des
      Fußgängers?
      Die weniger, die sind ja in der Richtung geringer. Es ist die Richtung. Ein Fußgänger geht 20 cm hoch und 1 m weit. Ein Radfahrer tritt mit der ganzen Kraft seiner Hebemuskulatur. Die verschiedenen Muskelpartien sind sehr verschieden stark. Ich hoffe die Frage klingt nicht zu konfus.
      Nö. Viele Grüße

      Sawyer
      Grüße

      Eric
      • Antwort von сһаtаіrlіnеr 0
        Re: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
        Fahrradfahren ist eigentlich weitaus anstrengender als uns das häufig bewusst ist, weil uns der Gegenwind kühlt. Aber der Vorteil beim Fahrradfahren ist, dass die Reibung einfach weitaus geringer ist.

        Anders gesagt wird beim Fahrradfahren die aufgewandte Energie in Rotation umgewandelt. Es geht nur ein geringer Anteil in Verformung über.

        Der menschliche Körper hingegen wandelt einen Großteil der Energie in Verformung und Reibung um, die ihm die Möglichkeit scheller Wendungen, Sprünge, Seitwärtsbewegungen etc. geben.
        2 Kommentare
        • von Ρаul 0
          Re^2: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
          Der menschliche Körper hingegen wandelt einen Großteil der
          Energie in Verformung und Reibung um,
          Da auch ein Fahrrad vom menschlichen Körper angetrieben wird, hat dieses Argument keine Relevanz für die Beantwortung der Frage.


          Gruß
          Paul
        • Re^3: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
          Der menschliche Körper hingegen wandelt einen Großteil der
          Energie in Verformung und Reibung um,
          Da auch ein Fahrrad vom menschlichen Körper angetrieben wird,
          hat dieses Argument keine Relevanz für die Beantwortung der
          Frage.
          Ein Schritt besteht aus 2 Prozessen, Abstoßen und Aufkommen. Während beim Gehen das Aufkommen eine Energieumwandlung in Wärme und Verformung ist, gibt es diese beim Fahrrad nicht. Dort wird der Abstoß in Rotation umgewandelt.
      • Antwort von Ρаul 0
        Re: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
        Ein Aspekt wird auch die Gangschaltung bzw Übersetzung beim Fahrrad sein.
        Nimm ein Fahrrad mit ungeeigneter Übersetzung bzw im kleinsten Gang und mach dann den Test zwischen Fahrradfahrer und Läufer; der Läufer wird schneller und ausgeruhter am Ziel ankommen.

        Muskeln können bei bestimmen Frequenzen besser benutzt werden als bei anderen; ich kann mit meinen Beinen bei einer Trittfreqeunz von etwa 1 Herz meine größte Leistung über längere Zeit freisetzen.
        Mein Fahrrad kann ich per Gangschaltung leicht auf diese Frequenz einstellen, beim Laufen fehlt mir eine solche Vorrichtung.

        Läuft man zB den Berg hoch, kann man auch als Läufer mit einer geringeren Frequnz viel Energie freisetzen. Deshalb, so behaupte ich einfach mal, sind Läufer bergauf schneller als Fahrradfahrer.


        Gruß
        Paul
        • Antwort von Ηаuѕ-Μаnn 0
          Re: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
          Hallo, Ich nehme an, das der Radfahrer schneller am Ziel ist!
          Kann man nicht so allgemein sagen. Hängt, neben den hier genannten allgemeinen Gesichtspunkten, auch von der sportlichen Leistung, dem Geländeprofil u.a. ab. mfG
          • Antwort von VΙΚΤОR 0
            Re: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
            Hallo, angenommen ein Fahrradfahrer und ein Fußgänger (gleiches
            Gewicht, Größe usw.) müssen eine Strecke zurücklegen (Bsp.
            10km) wobei beide mit vorgegebener Arbeit (Kraft/Zeit) zurecht
            kommen müssen.
            diese Frage hatten wie schon gerade mal vor einem Monat.
            http://www.wer-weiss-was.de/physik/fahrrad-und-muske...
            Die korrekte Antwort ist übrigens:
            Beim Fahrrad bleibt die aufgewendete Bewegungsenergie zum größern Teil
            erhalten beim Laufen wird die Bewegung mit jedem Schritt wieder stark
            abgebremst.
            Die "Auf- Ab- Bewegung" des Körpers beim Laufen ( wir hier behauptet )
            spielt hier überhaupt keine Rolle die erfolgt beim Radfahren teils auch.
            Beweis: Schlittschuhläufer
            Übrigens:Die Laufbeschleunigung ! aus dem Stand ist auf jeden Fall
            größer als die des Radfahrers.
            Gruß VIKTOR
            6 Kommentare
            • Re^2: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
              Moin, Viktor, Die "Auf- Ab- Bewegung" des Körpers beim Laufen ( wir hier
              behauptet )
              spielt hier überhaupt keine Rolle die erfolgt beim Radfahren
              teils auch.
              "teils" heißt das Zauberwort - es ist ein kleiner, aber keineswegs feiner Unterschied, ob 80 kg oder (geschätzt) 10 kg bewegt werden müssen. Falls Du's nicht glaubst, dann hüpf mal 5 Minuten auf der Stelle und vergleiche das mit 5 Minuten lang auf dem Rücken liegend zu strampeln. Beweis: Schlittschuhläufer
              Das ist ein Beweis wofür?

              Gruß Ralf
            • Re^3: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
              Hallo Ralf, Die "Auf- Ab- Bewegung" des Körpers beim Laufen ( wir hier
              behauptet )
              spielt hier überhaupt keine Rolle die erfolgt beim Radfahren
              teils auch.
              "teils" heißt das Zauberwort - es ist ein kleiner, aber
              keineswegs feiner Unterschied, ob 80 kg oder (geschätzt) 10 kg
              bewegt werden müssen. Falls Du's nicht glaubst, dann hüpf mal
              5 Minuten auf der Stelle und vergleiche das mit 5 Minuten lang
              auf dem Rücken liegend zu strampeln.
              der Radfahrer liegt nicht auf dem Rücken und strampelt, er muß die Beine
              heben.
              Der (professionelle) Läufer huft nicht absichtlich hoch sondern versucht im
              Gegenteil, seinen Körper möglichst auf gleicher Höhe zu halten.
              Außerdem geht es hier um die Relation Radfahren zu Laufen - und da ist
              einfach der erhaltene Bewegungsimpuls entscheidend - wolltest Du dies
              abstreiten mit Deiner Gegenhaltung? Beweis: Schlittschuhläufer
              Das ist ein Beweis wofür?
              Genau für Vorstehendes, der bremst auch kaum beim Laufen ! und ist deshalb um Größenordnungen schneller als der "Fußläufer".
              Radfahrer und Schlittschuhläufer machen eben auch "Strecke", wenn sie sich mal ausruhen.Ein ganz banale Feststellung.
              Hättest Du aber eigentlich selber erkennen müssen wenn Du hier mitreden und nicht nur plaudern willst .
              Gruß VIKTOR
            • Re^4: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
              Hi Viktor, auf dem Rücken liegend zu strampeln.
              der Radfahrer liegt nicht auf dem Rücken und strampelt, er muß
              die Beine heben.
              für die Bewegung der Beine ist es völlig unerheblich, ob der Sportler im Sattel sitzt oder auf dem Rücken liegt. der erhaltene Bewegungsimpuls
              Na ja, falls Du hier neue Größen einführst, dann hören wir lieber auf.

              Gruß Ralf
            • Re^5: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
              Hallo, für die Bewegung der Beine ist es völlig unerheblich, ob der Sportler im
              Sattel sitzt oder auf dem Rücken liegt.
              Warum bringst Du dieses Beispiel dann ein ?
              Es werden aber ganz andere Muskeln beansprucht für die "reine" Beinbewegung.
              Unerheblich (fast) ist es nur für das Ergebnis,der effektiveren Fortbewegung
              beim Rollen oder Gleiten gegenüber dem "Schreiten" . der erhaltene Bewegungsimpuls
              Na ja, falls Du hier neue Größen einführst, dann hören wir
              lieber auf.
              da wir uns hier im Physikbrett befinden, hast Du wohl recht, Impuls
              hätte normalerweise genügt.
              Doch man weiß ja nie..! Impuls wird auch in anderem Zusammenhang gebraucht.
              (z.Bsp.:Anregung, Anstoß, Auslöser, Impetus, Initiierung u.a.))
              Es sollte hier nur verdeutlichen, daß es sich um eine Bewegungsgröße handelt.
              Wenn Du Dich deshalb mokierst - nun bitte.
              Gruß VIKTOR
            • Re^6: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
              Hi, Warum bringst Du dieses Beispiel dann ein ?
              falsche Frage - Du hast mein Argument in Zweifel gezogen, und ich hab das widerlegt. Es werden aber ganz andere Muskeln beansprucht für die "reine"
              Beinbewegung.
              Na und? Unerheblich (fast) ist es nur für das Ergebnis,der
              effektiveren Fortbewegung
              beim Rollen oder Gleiten gegenüber dem "Schreiten" .
              Viktor, wir reden nicht vom Schreiten. Und beim Laufen - um das geht es - spielt keine Bremswirkung mit, sondern das Schwingen der Massen, da geht nämlich ein gut Teil der Arbeit verloren. Schau Dir mal bei Zeitlupenaufnahmen von Klasseläufern an, wie es das Gewebe bei jedem Schritt schüttelt. Wenn Du Dich deshalb mokierst - nun bitte.
              Manchmal bin ich zu pingelig :-)

              Gruß Ralf
            • Re^7: Warum mit Fahrrad schneller als zu Fuß?
              Hallo Ralf, Unerheblich (fast) ist es nur für das Ergebnis,der
              effektiveren Fortbewegung
              beim Rollen oder Gleiten gegenüber dem "Schreiten" .
              Viktor, wir reden nicht vom Schreiten. Und beim Laufen - um
              das geht es - spielt keine Bremswirkung mit
              das meinst Du doch nicht im ernst.
              Wenn nicht jeder Schritt auch abgebremst würde, würdest du sofort auf der
              Schnauze liegen wenn Du nicht die entsprechende Technik einsetzt, welche
              ein "Gleiten" (Schlittschuhlaufen !)begünstigt.
              Gleiten geht aber nicht auf Sand.
              Denk Dir mal die "Statik" eines Schrittablaufes durch, dann reden wir weiter.
              (wenn es dann noch nötig ist mit Deinen neuen Erkenntnissen)
              Gruß VIKTOR