Verständnisfrage: Gesamtgewicht

[PICture]

Hallo!

Ich brauche wieder kleine Hilfe von Spezialisten um richtig planen zu können. Wie bekannt, beschäftige ich mich mit sehr leichten (bis 100g) solarberiebenen Spielzeugrobby's mit sehr gut gelagerten Räder. Es ist mir aber nicht klar, ob der Geicht von Räder zum Gesamtgewich zählt, weil die Räder für mich direkt vom Untergrung, auf dem sich der Robby bewegt, getragen werden und logischerweise nicht zum Gesamtgewicht beitragen sollten. Es geht mir genau um das, ob bei gleichem Robby auf gleichem Untergrund mit gleichgrossen nur schwereren Räder "stärkerer" Motor für gleiche langsame Fahrgeschwindigkeit (um 1 cm/s) nötig wäre.

Ich bin sehr dankbar für mich verständliche einfache Erklärung im voraus.

[Kampi]

Hey,

Spezialist bin ich nicht aber ich würde einfach mal sagen, das die Masse des Robbys durch die Räder schon beeinflusst wird.
Die Geschwindigkeit des Robbys hängt ja von der Masse ab die der Motor bewegen muss. Da ein Rad eine gewisse Masse hat, die natürlich erstmal in Bewegung versetzt werden muss, musst du (bei gleicher Radgröße) andere Motoren verwenden um bei schwereren Rädern die gleiche Geschwindigkeit hin zu bekommen.
Schuld daran ist aber nicht zwangsläufig das Gewicht des Robbys sondern mehr die Trägkeit der Räder, die durch eine höhere Masse auch größer wird.
Siehe hierzu:

http://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsmoment

Dein Rad ist ein starrer Körper und du willst es drehen, sprich es muss eine Beschleunigung stattfinden. Für eine Beschleunigung brauchst du allerdings eine Kraft und die berechnest du ja mit m*a (und genau da steckt die Masse deiner Räder)
Hoffe es ist so korrekt und beantwortet deine Fragen.
Ansonsten bitte korrigieren

[Besserwessi]

Die Räder gehören schon zum Gesamtgewicht. Für die Beschleunigung ist Das Gewicht der Räder sogar besonders schädlich, weil es nicht nur linear bewegt werden muss, sondern auch noch gedreht werden muss. Einzig die Radlager werden durch das Gewischt der Räder nicht so direkt belastet - für den lastabhängigen Teil der Reibung in den Lagern fallen die Räder raus - das ist aber meist ein eher kleiner Anteil.

[PICture]

Hallo Kampi und Besserwessi !

Herzlichen Dank für Eure ausführliche Erklärungen. Jetzt ist mir schon fast alles klar, aber ausser Beschleunigung, welche kleiner seien darf, könnte ich den gleichen Motor verwenden ?

[oberallgeier]

... das Gewicht des Robbys ... die Trägkeit der Räder ...

Ich sehe das genauso wie Kampi. Dabei könnte man natürlich noch pingelig werden und die Massenverteilung der Räder anführen (Alufelgen lassen grüßen). Räder, die viel Masse aussen haben, sind nämlich viel schwerer in Schwung zu bringen, als Räder, die aussen wenig Masse haben. Dass der Rollwiderstand erheblich höher wird bei/durch schwere Räder ist auch klar.

Die eigentliche Frage ist ja einfach am Beispiel von Fahrrädern oder sonstigen Tret-Roll-Dingern einfach ins Gefühl zu kriegen:
a) Vier dünnste Speichenräder, sagen wir mal je 1/2 kg, Rahmen+Tretzeugs 5 kg, Lenkung + Sitz 3 kg, Summe 10 kg.
b) Dicke Autoräder, sagen wir mal je 8 kg, Rahmen+Tretzeugs 5 kg, Lenkung + Sitz 3 kg, Summe 40 kg.

Raten: Womit bin ich - dem Gefühl nach - schneller unterwegs in halbwegs flachem Gelände ?

[PICture]

Hallo oberallgeier !

Danke sehr für die Beispielaufgabe !

Nach meinem Gefuhl natürlich mit dem 1. Fahrgestell, dann werde ich lieber leichtere Räder nehmen.

[Kampi]

Hey,

ja bei schwereren Rädern ist die Beschleunigung kleiner (bei gleicher Motorkraft).
Ich weiß aber nicht ob sich das linear verhält oder nicht. So tief stecke ich nicht in der Materie drin. Den Kram mit dem Massenträgheitsmoment bei einer rotativen Beschleunigung (Körper den du anfängst zu drehen) wusste ich noch aus den Physikvorlesungen wo es mal darum ging.
Wieso wolltest du den auf schwerere Räder setzen? Braucht dein Robby mehr Gewicht? Weil dann würde ich (Bauchgefühl) sagen das du lieber das Gewicht auf den Robby packen solltest als in die Räder.

[oberallgeier]

... schwereren Rädern ... Beschleunigung kleiner ... linear verhält oder nicht ...

Es ist ja einfach. Eine punktförmige Masse hat das Trägheitsmoment J = m * r². Diese "Trägheitsmasse" der rotatorischen Bewegung wird also - bei gleicher Masse - mit dem Quadrat des Radius größer und linear mit der Masse. Bei GLEICHER Gesamtmasse (des Rades) spielts also ne Rolle, ob die Masse eher aussen oder eher innen sitzt - darauf hatte ich oben angespielt als von "Räder, die aussen wenig Masse haben" die Rede war.

[Kampi]

Es ist ja einfach. Eine punktförmige Masse hat das Trägheitsmoment J = m * r². Diese "Trägheitsmasse" der rotatorischen Bewegung wird also - bei gleicher Masse - mit dem Quadrat des Radius größer und linear mit der Masse. Bei GLEICHER Gesamtmasse (des Rades) spielts also ne Rolle, ob die Masse eher aussen oder eher innen sitzt - darauf hatte ich oben angespielt als von "Räder, die aussen wenig Masse haben" die Rede war.

Stimmt. Jetzt wo du es sagst fällt mir der Hammerwerfer wieder ein, wo der Hammer ein 33x so großes Massenträgheitsmoment hat wie der Werfer obwohl der Werfer 15x so schwer war.

[PICture]

@ Kampi

Ich wollte 4 polligen Magnet für Reedrelais (Impulsgeber) als Antriebsrad nehmen, was aber (ca. 8 g) im Vergleich zu einem Mausrad mit kleinem Magnet (ca. 3 g) schlechter ist. Gesamtgewicht meines solarberiebenen Spielzeugs sollte eben kleinstmöglichst sein.