Mit welcher Kraft müssen die Bremsbacken (Haftreibungskoeffizient μ = 1) gegen die Bremsscheibe gedrückt werden, …

Question

Aufgabe:

Ein Fahrradfahrer möchte mit seinem Rad an einem Berghang (30 Grad Neigung gegen die Waagerechte) zum Stehen kommen. Die Gesamt- masse von Radfahrer und Fahrrad beträgt 85 kg. Die Laufräder haben einen Durchmesser von 70 cm, der Durchmesser der Scheibenbremsen beträgt 20 cm.

Mit welcher Kraft müssen die Bremsbacken (Haftreibungskoeffizient μ = 1) gegen die Bremsscheibe gedrückt werden, damit das Fahrrad stehen bleibt?

Answer 1

die Hangabtriebskraft ist \(F_H=m\cdot g\cdot sin\text{ }\alpha\) . Hier also \(F_H= 417\text{ N}\). Mindesten diese Kraft muss an den Radaufstandsflächen wirken, damit es zu einer Verzögerung kommt. Die Tangentialkraft an der Bremsscheibe muss im Verhältnis der Radien, also 70/20 Mal größer sein als die Hangabtriebskraft Eigentlich stimmen die 20 cm nicht, weil der wirksame Durchmesser der Bremsscheibe etwas kleiner ist. Nehmen wir 18 cm an, dann ergibt sich eine Tangentialkraft von 1621 N. Da an der Bremsscheibe ein Reibungsbeiwert von 1 sein soll, ist auch die Anpresskraft so hoch. Ergebnis: ab einer Anpresskraft von 1621 N kommt es zu einer Verzögerung.