Die Sache mit dem Gewicht bei Seifenkisten
Wie jeder weiß, spielt das Gewicht bei Seifenkisten eine große Rolle.
Da eine Seifenkiste über keinen eigenen Antrieb verfügt, besteht ihre einzige Energiequelle aus der überall vorhandenen Schwerkraft. bzw. Gravitation. Kräfte, die dem Vortrieb der Seifenkiste entgegen wirken, sind der Rollwiderstand und der Luftwiderstand. Diese gilt es zu überwinden. Wer das am besten kann, der gewinnt. Betrachten wir nun folgend die Physik der Seifenkiste.
Wenn die Kiste, egal welche Bauart, auf der Rampe steht und festgehalten wird, besitzt sie ausschließlich sogenannte potentielle Energie. Dies entspricht der Energie, die aufgewendet werden musste, um die Kiste auf die Rampe hochzuschieben. Die potentielle Energie unserer Seifenkiste wird, solange sie steht, ausschließlich durch die Höhenlage allein bestimmt. Allein mit der potentiellen Energie können wir noch nicht viel anfangen. Ein Stein, welcher in einer bestimmten Höhe festgehalten wird, besitzt ebenfalls potentielle Energie. Sobald er losgelassen wird, wandelt sich die potentielle Energie in kinetische Energie um. Da die Seifenkiste nicht nach unten fallen kann, fängt sie nach dem Loslassen an, sich zum unteren Ende der Rampe zu bewegen. Hierbei wird durch die Gewichtskraft, welche durch das Gesamtgewicht der Seifenkiste entsteht, die potentielle Energie in kinetische Energie überführt. Nun hat der ein oder andere schon mal im Physikunterricht davon gehört, dass im luftleeren Raum alle Körper, unabhängig von ihrem Gewicht, gleich schnell fallen. Es gibt dieses nette Experiment von einer Vogelfeder und einer Stahlkugel, welche in luftleeren Glasröhren tatsächlich, nachdem sie losgelassen wurden, unten gleichzeitig ankommen. Das bedeutet also, dass das Gewicht bei Seifenkisten letztlich keine Rolle spielt. Wir befinden uns mit unserer Seifenkiste zwar nicht im luftleeren Raum, aber die einzigen Kräfte, die versuchen sie aufzuhalten sind der Luftwiderstand und die Rollreibung der Räder. Warum ist dann bei baugleichen Seifenkisten die Schwerere immer schneller, wenn doch das Gewicht bei Seifenkisten keine Rolle spielt? Auf den Punkt gebracht und ohne den Gebrauch von Formeln, liegt es einfach daran, dass eine schwere Seifenkiste den Kräften, die sie am Losfahren hindert, mehr Kraft entgegensetzen kann als eine Leichte. Was dann bewirkt, dass sie schneller beschleunigt.
Und der Luftwiederstand
Wer jetzt sagt, dass der Luftwiderstand bei der relativ geringen Geschwindigkeit der Seifenkiste vernachlässigbar ist, liegt leider falsch. Der Luftwiderstand, in der Physik Viskosität genannt, bremst Körper proportional zu ihrer Geschwindigkeit ab. Beim Start überwiegt natürlich zuerst der Rollwiderstand und auch die Trägheit. Da diese beiden Kräfte aber bei einer guten Seifenkiste gering sind, gewinnt relativ schnell der Luftwiderstand die Oberhand. Aus diesem Grund ist es unbedingt erforderlich, zumindest für die, die gewinnen wollen, das maximal zulässige Gesamtgewicht auszunutzen.
Für den, der sich hier etwas vertiefen möchte, dem empfehle ich folgende Seite:
Warum der Dicke wirklich schneller ist
https://www.uni-hannover.de/fileadmin/luh/content/…/08_1_2_56_59_herrmann.pdf
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Ein sehr schönes Auto .
Gibt es einen Bauplan dafür ?
Sorry, dies war die Kiste eines Teilnehmers im Erwachsenenrennen beim Seifenkistenrennen in Oberursel 2017. Hierzu gibt es bei uns leider nicht den passenden Bauplan. Allerdings sollte es nicht allzu schwer sein, den Bauplan zur BatBox zu nehmen und etwas ab zu ändern.
Gruß Peter Macho