Die Schwerkraft ist eine langweilige Kraft, es sei denn, Sie denken darüber nach. Ich ziehe das Auto herunter. jedes Mal. Der Boden drückt mit gleicher Kraft nach oben. Die Reifen haften fest auf der Fahrbahnoberfläche. Da steht das Auto. Trotzdem.
Dann gib Gas.
Die Dinge ändern sich sofort. Die Hinterräder drücken gegen den Boden. Horizontale Kraft. Echte Kraft. Das Auto beschleunigt. Bei niedrigen Drehzahlen wird nahezu die gesamte Motorleistung in bewegte Masse umgewandelt. Newtons zweites Gesetz ist Ihr Freund. Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung. Einfach.
Doch das Auto leistete Widerstand. Trägheit ist eine Schlampe. Es greift mit einer Kraft an, die proportional zu seinem Gewicht ist. Je schneller Sie drücken, desto stärker drückt es zurück.
Die Luft steht im Weg
Geschwindigkeit tötet Beschleunigung. Nicht weil der Motor stirbt, sondern weil die Luft stirbt.
Während sich das Auto bewegt, erhöht sich der Luftdruck. Der Luftwiderstand steigt. Es ist nicht linear. Es ist exponentiell. Verdoppeln Sie Ihre Geschwindigkeit? Vervierfachen Sie den Widerstand. Die Luft übt Kraft auf die Vorderseite des Autos aus. Es wirkt entgegengesetzt zur Vortriebskraft des Reifens.
Sie subtrahieren also den Luftwiderstand von Ihrer Antriebskraft.
$$ F_{Net} = F_{Drive} – F_{Drag} $$
Zunächst gewinnt $F_{drive}$. Große Zeit. Sie können es sogar von Ihrem Sitzplatz aus spüren. Die zur Beschleunigung zur Verfügung stehende Kraft ist hoch. Mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt jedoch auch $F_{drag}$ zu. Es frisst die überschüssige Kraft auf.
Schlage gegen die Wand
Irgendwann erscheint eine Grenze. Höchstgeschwindigkeit.
Das ist kein Fehler. Es ist Physik. Bei dieser Geschwindigkeit ist die Antriebskraft genau gleich dem Luftwiderstand.
$$ F_{drive} = F_{drag} $$
Die Nettokraft ist Null. Die Beschleunigung stoppt. Das Auto kann nicht schneller fahren. Der Motor hat zwar noch Leistung, aber die Kraft der Luft, die nach hinten drückt, ist größer als die Kraft der Reifen, die nach vorne drücken.
Warum ist das wichtig? Weil die meisten Leute denken, dass die Höchstgeschwindigkeit mit der Pferdestärke zusammenhängt. Das ist es nicht. Es geht um den Luftwiderstandsbeiwert und die Stirnfläche. Autos mit weniger Aerodynamik und langsameren Geschwindigkeiten werden früher an diese Grenze stoßen. Ein schnelles Auto mit schlanken Linien verzögert es.
Der Luft ist das 0-60 Mal egal. Es drängt einfach zurück. Und wenn es so stark nach hinten drückt, wie Sie nach vorne drücken, sind Sie fertig.
Oder bist du? Wenn Sie die Motorhaube fallen lassen. Oder die Reifen wechseln. Oder warten Sie einfach auf den nächsten Gang. Der Kampf zwischen Reifen und Luft endet nie. Es wird einfach zurückgesetzt.
