Zitat Frage : Wenn die Lok steht, wirkt auf sie nur ihre Gewichtskraft. Habe ich das so richtig verstanden ? Sobald sie fährt, wir nehmen jetzt als Strecke die ideal horizontal Ebene an, hat sie kinetische Energie, die sich aus ihrer Masse und der Geschwndigkeit errechnet, war das 1/2 m . ( v 2 ) ? Somit wirken dann 2 Kräfte auf die fahrende Lok, eine senkrecht, eine horizontal ?
Die vertikale Gewichtskraft wird durch die Reibung auf die Schiene zu einem Bruchteil übertragen und die Bewegung ist dann horizontal. Dieser Bruchteil kann durch geeignete Maßnahmen wie Plastik- und/oder Haftreifen vergrößert; durch ungewollte Maßnahmen wie verölte Schienen verkleinert werden. Beispiel: Lok 400g, alle Achsen angetrieben, ohne Haftreifen: Reibungswert 15%, Ergebnis: die Lok kann bei sauberen Schienen ca. 60g über die Seilrolle hochziehen. Einsatz zweier Plastikreifen auf den Rädern der 200g-Achse (letzte Achse) erhöht hierfür den Reibwert auf 30-60%. Ergebnis: 90 - 150g Deer große Bereich basiert auf großen Unterschieden der historischen Plastikreifen. Einsatz zweier Haftreifen (Reibwert ca. 100%), Ergebnis 230g.
Zitat Frage : Wenn die Lok steht, wirkt auf sie nur ihre Gewichtskraft. Habe ich das so richtig verstanden ? Sobald sie fährt, wir nehmen jetzt als Strecke die ideal horizontal Ebene an, hat sie kinetische Energie, die sich aus ihrer Masse und der Geschwndigkeit errechnet, war das 1/2 m . ( v 2 ) ? Somit wirken dann 2 Kräfte auf die fahrende Lok, eine senkrecht, eine horizontal ?
Hallo Steve,
wie kommst du dabei auf eine horizontale Kraft? Wenn die Lok geradeaus mit gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt wirkt dadurch keine Horizontalkraft, außer dem Luftwiderstand und anderen Fahrwiderständen welche der Bewegungsrichtung entgegenwirken. Mit der kinetischen Energie hat das allerdings nur wenig zu tun (mit dem Threadthema eigentlich auch nicht... )
Zitat Frage : Wenn die Lok steht, wirkt auf sie nur ihre Gewichtskraft. Habe ich das so richtig verstanden ? Sobald sie fährt, wir nehmen jetzt als Strecke die ideal horizontal Ebene an, hat sie kinetische Energie, die sich aus ihrer Masse und der Geschwndigkeit errechnet, war das 1/2 m . ( v 2 ) ? Somit wirken dann 2 Kräfte auf die fahrende Lok, eine senkrecht, eine horizontal ?
Hallo Steve,
wie kommst du dabei auf eine horizontale Kraft? Wenn die Lok geradeaus mit gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt wirkt dadurch keine Horizontalkraft, außer dem Luftwiderstand und anderen Fahrwiderständen welche der Bewegungsrichtung entgegenwirken. Mit der kinetischen Energie hat das allerdings nur wenig zu tun (mit dem Threadthema eigentlich auch nicht... )
- Ah ja ? Ich frage, weil ich mutmaße, daß die kinetische Energie einer schnell fahrenden Lok größer ist als die einer langsam fahrenden ? Wer hat nicht schon selbst mal - natürlich bar jeder Vorbildtreue - rein aus Spaß eine Steigung mit höherer Geschwindigkeit in Angriff genommen und festgestellt, daß ein Zug mit Anlauf und Schwung besser hinaufkommt als langsam, wohingegen die Lok alleine auch langsam die Steigung bezwingt ? Somit muß da ein physikalischer Zusammenhang bestehen... VG Steve -
Natürlich bestehen da physikalische Zusammenhänge:
Klar kommt ein Fahrzeug mit Schwung eine (kurze) Steigung leichter hinauf als ohne. Während der Steigungsfahrt wirkt auf den Zug auf Grund der Schwerkraft eine von der Zugmasse (sic!) und Steigung abhängige horizontale Komponente der Kraft, welche den Zug verzögert; die Größe dieser Kraft ist aber von der Geschwindigkeit - und somit der kinetischen Energie - unabhängig! (In dem Posting auf das ich geantwortet habe sprachst du jedoch noch von horizontaler Strecke...)
Je höher die Geschwindigkeit, umso längere Zeit benötigt diese Kraft um den Zug ggf. bis zum Stillstand zu verzögern.
Worauf genau du mit der durch die kinetische Energie hervorgerufenen Horizontalkraft hinauswillst ist noch etwas unklar...
Wenn ich mal wieder zurückgehe zur ideal horizontalen Stecke, stellt sich mir folgende Frage zur Zugkraft : Eine Lok benötigt eine Kraft F, um einen Zug aus dem Stand loszuziehen. Diese ist abhängig von der Masse m des Zuges und vom Reibungskoeffizienten.
Befindet sich der Zug in Bewegung, nehmen wir an mit 5 km/h, und soll um weitere 5 km/h auf 10 km/h beschleunigt werden, benötigt die Lok dafür nicht eine geringere Zugkraft als zum Losfahren ?
Ab einer bestimmten Geschwindigkeit müßte doch die kinetische Energie des Zuges so groß sein, daß eine weitere Bescheunigung um denselben Faktor nur noch Bruchteile der Anfahrzugkraft beträgt, weil die Haftreibung kleiner wird bzw. der Zug diese mit zunehmender kinetischer Energie überwindet, und damit wäre ja dann doch die Zugkraft abhängig von der Geschwindigkeit.
Zitat Befindet sich der Zug in Bewegung, nehmen wir an mit 5 km/h, und soll um weitere 5 km/h auf 10 km/h beschleunigt werden, benötigt die Lok dafür nicht eine geringere Zugkraft als zum Losfahren ?
Kommt darauf an. Eine gewisse "Losbrechkraft" ist zum Anfahren nötig, diese ist aber beim Rad-Schiene-System (ich nehme an du meinst das Vorbild, da du u.a. von km/h schreibst) vergleichsweise gering.* Die für die Beschleunigung notwendige Kraft errechnet sich zu Masse m mal Beschleunigung a - auch hier kommt die kinetische Energie nicht vor! Ist die Beschleunigung groß, d.h. in deinem Beispiel von 5 auf 10 km/h in sehr kurzer Zeit, so kann diese Kraft durchaus größer ausfallen als die zum Anfahren benötigte.
ZitatAb einer bestimmten Geschwindigkeit müßte doch die kinetische Energie des Zuges so groß sein, daß eine weitere Bescheunigung um denselben Faktor nur noch Bruchteile der Anfahrzugkraft beträgt, weil die Haftreibung kleiner wird bzw. der Zug diese mit zunehmender kinetischer Energie überwindet, und damit wäre ja dann doch die Zugkraft abhängig von der Geschwindigkeit.
Das ist nicht zutreffend. Für eine Beschleunigung von 5 auf 10 km/h ist dieselbe Kraft erforderlich wie von z.B 100 auf 105 km/h usw. in derselben Zeit. (Insgesamt bei höheren Geschwindigkeiten sogar eine größere Kraft, da der Luftwiderstand sich noch addiert.)
*) deswegen ist auch eine im Verhältnis relativ geringe Anzahl von Modell-Loks notwendig und in der Lage einen 1:1-Waggon zu ziehen.
ZitatEine gewisse "Losbrechkraft" ist zum Anfahren nötig ...
Modelleisenbahn, nicht Vorbild: wenn man einen Zug mit der Federwaage zieht, so schlägt diese zunächst auf den doppelten oder gar zweieinhalbfachen Wert aus, bevor sie eine stetige Anzeige hat. Wenn ein Zug also 20 Gramm (0.2 N) benötigt, um gezogen zu werden, so müssen zunächst rund 50 Gramm (0.5 N) aufgebracht werden, damit es überhaupt erst los geht.
Eine völlig unwissenschaftliche oft gemachte Beobachtung von mir.
Grüße, Peter
Bei campact.de per E-Mail abstimmen: 49-Euro-Ticket retten! ... das haben Stand 25.08.2023 um 20:45 Uhr schon 115.000 Menschen getan.
Und Aktionen bei campact.de wirken, siehe Wikipedia, da wird darüber berichtet.
Ergo ist die benötigte Kraft zum Anfahren größer als die jenige, die nötig ist, um den Zug in Bewegung zu halten. Auch das weitere Beschleunigen der 19 ( !!! ) Wagen machte die E44 dann alleine.
Als kleine Randinfo der Hinweis auf einen Zugkraftmesser im Führerstand der Lok. Kannte ich nicht, was man nicht so alles lernt nebenbei ..
Der Bericht liest sich recht spannend, weil es nicht von vorneherein klar ist, ob die E 44 diese Ladung über die Steigungen bis Salzburg schafft oder nicht .. VG Steve -
der auch ein Jahr alt noch immer sehr unterhaltsam ist.
Bei allem Durcheinanderwerfen von physikalischen Größen wird hier vor allem auch übersehen, dass man von einer sogenannten Haftreibung und einer Gleitreibung spricht.
Die Haftreibung muss die Lok beim Anfahren überwinden.
Die Gleitreibung muss die Lok aufwenden, um den Zug (also auch sich selbst) bei konstanter Geschwindigkeit zu bewegen.
Und es wirken immer nur Kräfte.
Das von Peter Müller beobachtete Ausschlagen des Kraftmessers (das und nichts anders ist eine Waage) ist genau das „Überwinden“ der Haftreibung.
Auf einer zur Erde ebenen Strecke ist die Normalkraft gleich der sog. Gewichtskraft.
Auf der schiefen Ebene (Rampe) wird die Normalkraft (senkrecht zur Ebene) in Gewichtskraft und Hangabtriebskraft zerlegt.
Beim Anfahren in der Eben muss als eine andere Haftreibung überwunden werden, als in Schräge, wo zusätzlich die Hangabtriebskraft überwunden werden muss.
Und zu Thema Masse/Gewicht/Kraft: Auch wenn es umgangssprachlich leichter verständlich ist, in Gramm oder Kilogramm zu sprechen - korrekt ist es nicht.
Das Maß „Masse“ gibt lediglich Auskunft darüber, wie stark ein Körper vom Kraftfeld z.B. der Erde angezogen wird. Somit müsste auf der Küchenwaage auch nicht 1kg etc. stehen sondern 10N etc.
Für den Hausgebrauch unerheblich, aber ein Kilogramm Blei wiegt im Mariannengraben mehr, als auf Mount Everest. Mit der klassischen Küchenwaage nicht nachvollziehbar.
Aber wenn es darum geht, für den Modellbahner zu definieren, wie viele Waggons eine Lok ziehen kann, dann genügt eine Angabe in Gramm oder Kilogramm gar nicht.
Und bei den oben angegebenen Toleranzen und „Korrekturfaktoren“ ist das ganze sowieso zu nichts zu gebrauchen.
ZitatDas von Peter Müller beobachtete Ausschlagen des Kraftmessers (das und nichts anders ist eine Waage) ist genau das „Überwinden“ der Haftreibung.
Wenn man einen 40-Wagen-Zug erst zusammenschiebt um ihn dann wieder anzuziehen, so hat man mit jedem Kupplungsspiel einmal kurz die Haftreibung zu überwinden, wobei in ganz kleinem Maße auch die Trägheit der bereits in Bewegung befindlichen Waggons dazu kommt.
Grüße, Peter
Bei campact.de per E-Mail abstimmen: 49-Euro-Ticket retten! ... das haben Stand 25.08.2023 um 20:45 Uhr schon 115.000 Menschen getan.
Und Aktionen bei campact.de wirken, siehe Wikipedia, da wird darüber berichtet.
Richtig! Ok -muss mehr schreiben, sonst gehts nicht.
Klar wird erst die Haftreibung der Lok selbst, dann des ersten Wagens etc. überwunden. da aber beim nächsten Wagen schon die Gleitreibung der Lok und des/der Wägen dazu addiert werden muss, schlägt der Kraftmesser immer weiter aus.
Und und um nochmal auf die Unsinnigkeit der Angabe der Masse in diesem Zusammenhang hinzuweisen:
Man nehme zwei identische Lokomotiven auf identischer Strecke.
Hänge an beide jeweils einen Wagen mit der Gewichtsmasse 100g an. Wagen 1 bekommt 8-eckige „Räder“.
Wagen 2 bekommt normale - kreisrunde Räder.
Die benötigte Zugkraft, um Lok und Wagon in Bewegung zu setzen und konstant zu fahren wird definitiv unterschiedlich sein.
ZitatAlso beim Vorbild reicht ja schliesslich auch die Angabe in Tonnen.
Da gibt es nicht so große Unterschiede in der Leichtgängigkeit der Achsen, keine Stromabnahme an den Rädern, keinen Mittelschleifer etc. Es gibt nicht so kleine Radien und große Steigungen. Modellbahn und Vorbild sind in der Beziehung nicht vergleichbar.
Grüße, Peter
Bei campact.de per E-Mail abstimmen: 49-Euro-Ticket retten! ... das haben Stand 25.08.2023 um 20:45 Uhr schon 115.000 Menschen getan.
Und Aktionen bei campact.de wirken, siehe Wikipedia, da wird darüber berichtet.
nun sind hier einige Klar- bzw, Richtigstellungen notwendig. Zur Reibung: Man unterscheidet 3 Arten in der Eisenbahntechnik und hat dafür die Begriffe: Haftreibung, Gleitreibung, Rollreibung. Die physikalischen Grundsätze sind für jede Art von Eisenbahn gleich. In der jeweiligen Praxis gibt es allerdings Unterschiede in den Randbedingungen, ich nenne nur ein Stichwort: Haftreifen. Gewichte und Massen werden in den Einheiten Gramm [g] und Pond [p] angegeben. Kräfte sind Masse mal Beschleunigung und werden werden in Newton [N] angegeben. Soll die Masse von 100 g gegen die Erdbeschleunigung angehoben werden benötigt man eine Kraft von 1 N.
ZitatSoll die Masse von 1g gegen die Erdbeschleunigung angehoben werden benötigt man eine Kraft von 10 N.
Wenn ich schreibe, eine Lok hat eine Zugkraft von 100 Gramm, dann hebt sie 100 Gramm im Gewichtebecher über eine Umlenkrolle in der Senkrechten. Dann musst Du einfach für Dich umrechnen, dann sind das eben 1000 N.
Grüße, Peter
Bei campact.de per E-Mail abstimmen: 49-Euro-Ticket retten! ... das haben Stand 25.08.2023 um 20:45 Uhr schon 115.000 Menschen getan.
Und Aktionen bei campact.de wirken, siehe Wikipedia, da wird darüber berichtet.
ZitatAlso beim Vorbild reicht ja schliesslich auch die Angabe in Tonnen.
Da gibt es nicht so große Unterschiede in der Leichtgängigkeit der Achsen, keine Stromabnahme an den Rädern, keinen Mittelschleifer etc. Es gibt nicht so kleine Radien und große Steigungen. Modellbahn und Vorbild sind in der Beziehung nicht vergleichbar. [/quote]
Eben wenn das der Fall ist, macht das die Angabe in Tonnen (bzw. Gramm) umso besser, weil nur damit die Vergleichbarkeit gewährleistet ist.
Zitat Also beim Vorbild reicht ja schliesslich auch die Angabe in Tonnen.
Moin,
diese Aussage ist zweideutig. Wenn die Zugkraft gemeint ist, gibt die DB AG diese in kN an, z. B. beträgt die Anfahrzugkraft bei den modernen Elokbaureihen 152 oder 145 300 kN, während eine 6-achsige Ludmilla 450 kN erreicht. Auf der anderen Seite gebn die Belastungstafeln der Lokbaureihen die Zuggewichte in Tonnen [t] für verschiedene Neigungen an. Das Vorbild macht es also ganz richtig.
Zitat Also beim Vorbild reicht ja schliesslich auch die Angabe in Tonnen.
Moin,
diese Aussage ist zweideutig. Wenn die Zugkraft gemeint ist, gibt die DB AG diese in kN an, z. B. beträgt die Anfahrzugkraft bei den modernen Elokbaureihen 152 oder 145 300 kN, während eine 6-achsige Ludmilla 450 kN erreicht. Auf der anderen Seite gebn die Belastungstafeln der Lpkbaureihen die Zuggewichte in Tonnen [t] für verschiedene Neigungen an. Das Vorbild macht es also ganz richtig.
deine Frage beantworte ich gerne, weil ich doch in meinem Job bei der DB-Versuchsanstalt Minden solche Dinge gemacht habe. Schon im Lok-Versuchsamt Grunewald hatte man in den 30er-Jahren des vorigen Jahrhunderts sog. Kraftmessdosen in die Kupplung zwischen Lok und Messwagen eingebaut. Die funktionierten wohl induktiv; die sehr kleinen Spannungen wurden in Messverstärkern mit Röhrentechnik so verstärkt dass sie mit Schleifenoszillographen auf Fotopapier geschrieben werden konnten. Zu meiner Zeit ab den 70ern machten wir das mit einem Stück Rechteckstahl, das mit DMS (Dehnungs-Mess-Streifen) in Wheatstonscher Brückenschaltung beklebt und in den Kupplungsbügel integriert war. Die Oszis registrierten nicht mehr auf Foto- sondern auf UV-Papier oder auf Normalpapier das als Faltenpack in Mehrkanaldruckern beschrieben wurde. Die Messwertverarbeitung geschah in einer Messkette mit den Stationen D/A-Wandlung - Filterung - Berechnung und Normierung - Speicherung - Darstellung, je nach Anwendung als Liste (Datenfriedhof) oder Diagramm (Tapete).
)
