Aufgabe 1.3
Luftwiderstand eines Autos
Ein Auto hat eine Stirnfläche von 2,2 m² und einen cw-Wert von 0,3. Luftdichte 1,2 kg/m³.
a) Berechne den Luftwiderstand bei 50 km/h.
Geschwindigkeit in m/s umrechnen.
v = 50 km/h ≈ 13,89 m/s, FL = ½ · 1,2 · 13,89² · 2,2 · 0,3 N ≈ 76 N
b) Berechne den Luftwiderstand bei 100 km/h.
Geschwindigkeit in m/s umrechnen.
v = 100 km/h ≈ 27,78 m/s, FL = ½ · 1,2 · 27,78² · 2,2 · 0,3 N ≈ 306 N
c) Berechne den Luftwiderstand bei 130 km/h.
Geschwindigkeit in m/s umrechnen.
v = 130 km/h ≈ 36,11 m/s, FL = ½ · 1,2 · 36,11² · 2,2 · 0,3 N ≈ 516 N
d) Warum steigt der Kraftstoffverbrauch auf der Autobahn bei hohen Geschwindigkeiten so stark an?
Vergleiche die Ergebnisse von a) bis c).
Der Luftwiderstand wächst quadratisch mit der Geschwindigkeit: Von 100 auf 130 km/h steigt er um fast 70 %. Diese Kraft muss der Motor zusätzlich aufbringen.