Welche Kräfte beim Fahren wirken
Bei konstanter Fahrt muss der Antrieb drei Widerstände überwinden: den Luftwiderstand, den Rollwiderstand der Reifen und am Berg den Steigungswiderstand. Beim Beschleunigen käme noch der Beschleunigungswiderstand hinzu, der hier nicht betrachtet wird. Die Summe der Kräfte mal Geschwindigkeit ergibt die Leistung am Rad.
Der Luftwiderstand wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit, die dafür nötige Leistung sogar mit der dritten Potenz. Deshalb bestimmt bei Autobahntempo fast nur noch die Aerodynamik den Leistungsbedarf. Entscheidend ist das Produkt aus cw-Wert und Stirnfläche, oft als cw × A angegeben. Ein Kombi und ein flacher Sportwagen mit gleichem cw-Wert unterscheiden sich daher deutlich.
Der Rollwiderstand hängt vor allem von Masse, Reifen, Luftdruck und Fahrbahn ab und ist fast unabhängig vom Tempo. In der Stadt und bei schweren Fahrzeugen spielt er die größere Rolle. Der Steigungswiderstand ist der Anteil der Gewichtskraft, der hangabwärts wirkt.
Ergebnisse nutzen
Das Beispiel zeigt, warum ein Auto mit 100 kW für 130 km/h nur einen Bruchteil seiner Leistung braucht. Die Reserve wird für das Beschleunigen und für Steigungen benötigt. Wiederholen Sie die Rechnung mit 160 oder 200 km/h, um zu sehen, wie stark der Bedarf mit dem Tempo ansteigt.
Für Elektroautos lässt sich aus der Leistung der Verbrauch abschätzen: Teilen Sie die Motorleistung durch die Geschwindigkeit, dann erhalten Sie die Energie je Kilometer. 27,6 kW bei 130 km/h entsprechen gut 21 kWh je 100 Kilometer, zuzüglich Verluste von Batterie, Klimaanlage und Nebenverbrauchern.
Die Luftdichte nimmt mit Höhe und Temperatur ab. Auf 1.500 Metern liegt sie bei etwa 1,05 kg/m³, an heißen Tagen ebenfalls unter dem Normwert. Gegenwind wirkt wie eine höhere Geschwindigkeit für den Luftwiderstand; addieren Sie ihn näherungsweise zur Fahrgeschwindigkeit, wenn Sie den Leistungsbedarf bei Wind abschätzen möchten.
Die cw-Werte und Stirnflächen stammen aus Herstellerangaben oder Fachzeitschriften; Dachboxen, Fahrradträger und offene Fenster erhöhen sie spürbar. Den Mehrverbrauch einer Dachbox berechnet der Dachbox-Verbrauch-Rechner, die Kraft am Rad bei niedriger Geschwindigkeit der Zugkraft-am-Rad-Rechner.
Tipps und typische Fehler
Effizient fahren.
- Tempo: Größter Hebel.
- Dachbox: Abnehmen.
- Reifen: Luftdruck prüfen.
- Gewicht: Ballast raus.
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Häufige Fragen
Wie berechnet man den Luftwiderstand?
Als ½ × Luftdichte × cw-Wert × Stirnfläche × Geschwindigkeit zum Quadrat.
Warum steigt der Verbrauch bei hohem Tempo so stark?
Die Leistung für den Luftwiderstand wächst mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit.
Welcher Rollwiderstandsbeiwert ist typisch?
Bei Pkw-Reifen auf Asphalt etwa 0,008 bis 0,015.
Was ist cw × A?
Das Produkt aus cw-Wert und Stirnfläche, maßgeblich für den Luftwiderstand.
Wie viel Leistung braucht ein Auto bei Tempo 100?
Bei Pkw meist nur etwa 12 bis 20 kW, abhängig von Form und Gewicht.
- Fahrwiderstand berechnen
- Luftwiderstand Auto berechnen
- Leistungsbedarf Geschwindigkeit
- Rollwiderstand berechnen
- cw Wert Stirnfläche
- Leistung bei 130 km/h
Rechtlicher Hinweis: Die Werte sind Richtwerte. Maßgeblich sind Ihre Fahrzeugpapiere, Verträge und die Angaben der Hersteller und Behörden.
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