warum ist Faltradfahren so anstrengend?

[EmilEmil]

Ich möchte hier, wie schon einige Male zuvor, draufhinweisen, daß es von der Physik her gesehen , den Unterschied gibt zwischen Rollwiderstand und Rollwiderstandsleistung:
Der Rollwiderstand ist eine Kraft gemessen in [Newton], [N] . Newton war ein englischer Physiker (Bitte nicht mit den Bordsteinschwalben-Kürzeln ähnlicher Aussprache durcheinanderbringen )
Die Rollwiderstandsleistung ist bei konstantem (Geschwindigkeits-unabhängigem) Rollwiderstand das Produkt aus
Rollwiderstand x Geschwindigkeit, also 1.0 [N] x [m/s] = 1.0 [Watt]
Insofern ist die Aussage in dem Video "Rollwiderstand = 30 [Watt]" irreführend. Der sich ein wenig in der Physik auskennende kann sich den Rollwiderstand trotzdem leicht ausrechnen , sofern die zugehörige Geschwindigkeit, wie in dem Video, da allerdings in [KPH] = [km/h], angegeben ist. Die Umrechnung in [m/s] muß vorher dann auch noch durchgeführt werden.
Das ging in mindestens einem Beitrag dieses Frettchens weiter oben auch schon mal in die Hose
Die Fachzeitschriften sind dieserhalb auch häufig unter den Schlamperten.
Faltradfahren ist prinzipiell nicht mühevoller als mit einem Rad, das große Laufräder hat. Zwar hat man wegen der kleineren Laufräder im Durchschnitt mehr Rollwiderstand, aber da ab etwa 15 bis 20 [km/h] der Luftwiderstand dominiert, ist die Luftwiderstandsleistung (prop. v³) von der Größe her gegenüber der Rollwiderstandsleistung (prop. v) so dominant, daß die Rollwiderstandsleistung bei Geschwindigkeiten von 30 [km/h] und mehr kaum eine Rolle spielt. Für Wettbewerbsfahrer aber schon !
Meine eigenen Erfahrungen mit den Höchstgeschwindigkeiten (im Gefälle) von 28" Trekker (~85 km/h), 24" Faltrad (~88 km/ h),und 20" Faltrad (~85 km/h), hier im Forum von mir berichtet , belegen das eindeutig.
28" Trekkingrad (Bild momentan n.a.)

24" Faltrad:

20" Faltrad


Selbstverständlich sollten Sitzposition, Bereifung und Schaltung (Entfaltung) der Räder von etwa gleicher Güte sein.

Mfg EmilEmil

[IsarRadler]

Darf ich das Stichwort rotierende Masse ins Feld führen? Wird in meinem Job zur Berechnung von Bremswegen mit einbezogen.

Die kleineren und wesentlich leichteren Laufräder haben landläufig gesprochen eine geringer Schwungmasse. Damit ist immer direkter Eintrag der Vortriebsleitung erforderlich. Meint, ich muß immer treten, um die Geschwindigkeit zu halten. Bei 26'' oder 28'' macht es weniger aus, wenn ich mal kurz pausiere, weil die rotierende Masse die kurze Auszeit überbrückt. Die 20 Zöller machen das nicht in dem Maße und ich muß immer die gleiche Leistung auf die Kurbel implizieren. Das kann anstrengender sein.

So jedenfalls meine Theorie. Fühlt sich auch so an.

[spargelix]

Dann solltest Du einfach mal einen extrem leichtlaufenden Reifen probieren.

Auf bestem Asphalt den Schwalbe Kojak, auf durchschnittlicher Teerdecke den Greenspeed Scorcher.
Diese beiden Reifen fahre ich selbst und bei letzterem werde ich gefühlt förmlich in den Windschatten eines schnell vorrausfahrenden Radlers hineingesaugt.

Das ganze aber mit 349er Größe aufm Brommi.

Die Geschwindigkeitsangaben von EmilEmil sind wohl nur unter optimalen Bedinungen zu erreichen. Üblicerweise sind das Geschwindigkeitsbereiche, in die Liegeradler oder Velomobile vorstoßen.

Selbst habe ich mit dem Jetstream knapp 70 km/h geschafft - steil bergab (eher deutlich steil und schnurgerade) mit für den normalen Einsatz viel zu langer Übersetztung - also incl. Mittreten. Aufgezogen waren Marathon Racer.
Und ich behaupte jetzt mal, sehr penibel zu sein, was die Einstellung/Justage des Tachos betrifft.

[IsarRadler]

Ja ich kenne die Wirkung leicht laufender Reifen, ich bin lang genug Rennrad gefahren. Mich würde interessieren, ob noch jemand der Idee der kleineren rotierenden Masse etwas abgewinnen kann.

[spargelix]

Rotierende Masse rulez!

Je geringer die Speicherfähigkeit des Energieträgers ist, desdo stärker macht sich die Grundlast bemerkbar.
in unserem Fall ist es halt zum einen die in Rotation versetzte Masse und zum anderen der Rollwiderstand; andere Bremsfaktoren mal aussen vorgelassen.
Wenn zwei Tonnen erst mal rotieren, ist denen ein Bremsmoment x vollkommen egal; das selbe x macht sich aber bei rotierenden 500 Gramm doch deutlich bemerkbar.

Über Beschleunigung haben wir noch gar nicht geredet...

[berlinonaut]

Mich würde interessieren, ob noch jemand der Idee der kleineren rotierenden Masse etwas abgewinnen kann.

Zunächst mal heisst die kleinere rotierende Masse, dass diese kleineren Räder leichter zu beschleunigen sind. Auch nicht zu verachten. Was den umgekehrten Effekt beim (Aus)rollen angeht: Das liesse sich ja relativ einfach über einen synthetischen Test verifizieren: Zwei Räder unterschiedlicher Grösse in einer auf den Kopf gestellten Fahrradgabel sollten unterschiedlich lange ausrollen (das Grössere/Schwerere) länger, wenn Deine These stimmt.

Und weil es ja nur um die rotierende Masse geht (und nicht um die Grösse) könnte man der Einfachheit halber dasselbe Rad nehmen und einfach einmal einen fetten Marathon plus draufmachen und einmal keine Bereifung. Dadurch hätte man dann auch die Effekte unterschiedlicher Naben etc. eliminiert. Man muss es nur hinkriegen, die Räder mit gleicher Kraft anzustossen.

Im wirklichen Leben sind, so würde ich vermuten, die Effekte deiner These (sofern überhaupt vorhanden) vernachlässigbar gegenüber anderen Einflussfaktoren wie Rollwiderstand, Luftdruck, Aerodynamik von Rad + Fahrer, Widerstand der Nabe, Reifenbreite etc. etc.

[EmilEmil]

Zum Radfahren gehören Translationsbewegungen und Rotationsbewegungen. Der Translationsbewegung ist die träge Masse M und der (den Rotationen) Rotation die Rotationsmasse Theta (auch als Drehmasse oder Massenträgheitsmoment bezeichnet) zugeordnet. Denkt man sich die Masse M eines Laufrades auf einen Bezugsradius r um die Drehachse verteilt, so ergibt sich mit
theta = m * r²
eine überschaubare Formel zur Berechnung der Rotationsmasse (Man könnte für eine Abschätzung für r den Reifen-Felgen-Bezugsradius und für M die Summe der Massen von Nippeln, Felge und Bereifung einsetzen; die Rotations_Masse der Nabe kann wegen des kleinen Abstands zur Drehachse vernachlässigt werden, die anteilige Speichenmasse werde vernachlässigt !).
Ein größeres Laufrad hat bei gleichem Reifenquerschnitt eine größere Masse auf einem größeren Radius verteilt: Es seien die relevanten Massen, relevanten Radien, Winkelgeschwindigkeiten des kleinen und des großen Rades (relevante Massen sind die, die sowohl translatorisch als auch rotatorisch wirken ):
m, r, omega ; M, R, OMEGA
Die translatorische Geschwindigkeit sei v (Für beide Laufräder gleich, und auch die Geschwindigkeit des Systems Rad plus Radler) !). Es ist dann
v = r * omega = R * OMEGA oder Omega = v/r bzw OMEGA = v/R
Das berücksichtigt, die Tatsache, daß kleine Räder schneller drehen.
m/M = r/R = Alpha (Massenverhältnis)
Bei gleichem Reifenquerschnitt (Bauart) wächst die Reifen/Felgen-Masse mit dem Umfang.
Für die Rotations-Energie schreibt sich: Erot = 1/2 * theta * Omega ²

Erot1 = 1/2 * m1 *r1² * (v/r1) ² = 1/2 * m1 * v²
Erot2 = 1/2 * M2 *R2² * (v/R2) ² = 1/2 * M2 * v²

Daraus folgt, daß die in einem Laufrad gespeicherte Rotations-Energie zur Veranschaulichung in eine Translations-Energie umgerechnet werden kann. Das größere Rad besitzt mehr Rotations-Energie proportional seiner (translatorischen) Masse.
Geht man von einer translatorischen Energie des Systems (Rad plus Radler) und addiert die rotatorischen Anteile der Laufräder , ergibt sich für die gesamte Energie :
Egesamt = 1/2 * M(rad+radler) * v² + 1/2 * Mlaufrad *v²

Ein Beispiel : Mit M(rad+radler) = 100 [kg] und der relevanten Laufradmasse Mlaufrad = 4 {kg] folgt für ein Verhältnis der Energien:
Mlaufrad /(Mlaufrad + Mrad+radler) = 0,0385 oder 3,85 %

Selbst wenn z B. bei gleicher Gesamtmasse 104 [kg] die Laufräder Mlaufrad = 6 [kg] haben, ergibt sich kaum eine große Veränderung bei den prozentualen Werten:
Mlaufrad /(Mlaufrad + Mrad+radler) = 0,0577 oder 5,77 %

Spekulationen um eine bedeutende Wirkung der Laufräder als Schwungmasse sind daher nicht angebracht.

MfG EmilEmil

[Pibach]

Die rotierende Masse geht mit Faktor 2 ein, weil zu der Geschwindigkeit des Fahrrades noch die Abrollgeschwindigkeit kommt. Oder anders gesagt bewegt sich die rotierende Masse einmal wie das Rad plus dass sie dabei mit der selben Geschwindigkeit zusätzlich rotiert. Bei angenommenen 1kg in der rotierenden Masse (2 Räder mit Felge + Reifen) ist also selbe kinetische Energie wie in 2kg nicht rotierender Masse. Macht bei angenommenen 100kg Gesamtmasse (Fahrer+Rad+Kleidung+Gepäck,aber ohne die rotierende Masse) also 102kg. Das sind 2%. Also unwesentlich. Für schnelle Manöver oder im Leistungssport sind 2% aber schon relevant.

Edit: Emil war schneller

[IsarRadler]

(...)

Spekulationen um eine bedeutende Wirkung der Laufräder als Schwungmasse sind daher nicht angebracht.

MfG EmilEmil

Und dennoch haben wir uns damit beschäftigt

[EmilEmil]

Das Beispiel zeigt eben ganz deutlich, daß man Zusammenhänge in der Physik mal formulieren muß (die Sprache der Physik ist die Mathematik) um von Spekulationen (heißen wissenschaftlich Hypothesen) zu belastbaren Aussagen zu kommen. Ohne Beschäftigung mit diesen Zusammenhängen kann man keine Aussagen formulieren. Das kostet leider Zeit und Mühe.
Natürlich, die Hausfrau trifft ihre Aussagen aus dem Bauch heraus, und so kommt es, daß im Kampf gegen die Vergrößerung der "Pfunde" immer nur von Kalorien die Rede ist, während die "Kilos" dann auf den Hüften verbleiben. Dabei genügt ein Blick auf einen Jogurt-Becher, daß immer Kilo-Kalorien gemeint sind. Na, lesen sollte man eigentlich können, selbst wenn im Zeitalter der Dummlandisierung die Zahl der Analalphabeten ständig zunimmt.
Die letzten Zeilen sind Satire

MfG EmilEmil