Antriebskraft.

Die Aufgabe besteht darin ein Fahrzeug zu motorisieren und das über 
einen µC steuern.

Wir haben ein Lego Modell und wollen auch Lego Motoren verwenden.
Ich habe eine Liste von diversen Motoren mit Spg. Strom und Drehmoment.
Das einzige Problem was ich habe ich weiß nicht wie viel Kraft der Motor 
zum antreiben des Fahrzeugs benötigt. Deshlab wollte ich mit dem 
Fahrzeuggewicht (500g) nur ein Beispiel nennen. Da wie ihr gemerkt habt 
ich nicht mehr so viel Ahnung von Physik habe.

Frage ich mal so wie viel Ncm bräuchte ein Motor um ein 500g schweres 
Fahrzeug anzitreiben?

Und wie rechnet man sowas aus?

mfg.

Sry das ich so frage ich lese den Artikel den Tom K. gesendet hat noch. 
Mein letzer Beitrag sollte nur nochmal die genaue Situation beschreiben!

> Frage ich mal so wie viel Ncm bräuchte ein Motor um ein 500g schweres
> Fahrzeug anzitreiben?


Das hängt in erster Linie vom Getriebe und dem Raddurchmesser ab. 
Grundsätzlich benötigt der Motor um zu beschleunigen mehr Drehmoment als 
das Gefährt Lastmoment entgegensetzt. Das Lastmoment entsteht z.B. durch 
Reibungsverluste oder dem Fahren auf schiefer Ebene (Berg hoch)

Ist der Motor also in der Lage mehr Drehmoment aufzubringen als das 
Lastmoment, ist die Differenz das Beschleunigungsmoment.
Abhängig vom Trägheitsmoment des Antriebsstrangs wird das Gefährt in der 
Zeit x beschleunigt.

Danke das du mir helfen möchtest Klaus, aber es geht hier nicht darum 
das ich eine Note für Physik bekomme sondern für Elektronik.

Meine Aufgabe ist wie gesagt ein Lego Fahrzeug zu motorisieren. Es gibt 
kein Getriebe der Motor wird direkt an das Laufrad verbunden und das 
soll dan eine Kette antreiben.

Das Drehmoment und Kraft ein Unterschied ist weiß ich. Aber bei Motoren 
wir ja schließlich das Drehmoment angegeben richtig? Und das muss ich 
doch irgentwie so verrechen können das ich weiß wie viel Gewicht ich 
damit antreiben kann oder nicht?

Ja ich habe versucht mich zu informieren wie du oben im ersten Beitrag 
sehen kannst hab ich mich sehr falsch informiert. Deshlab frage ich ja 
hier nach. Da in diesem Forum ja genug kompetente Mitglieder sind.

Also kannst du mir sagen wie ich das umrechnen kann? Es ist keine 
Hausaufgabe oder sowas das ist ein vollständiges Projekt was nach 
Vorgehnsweise, Planung, Umsetzung, Programm und Dokumentation benotet 
wird und nicht nach einzelnen Rechnungen. Hoffe hier kam nicht der 
eindruck rüber das das Hausaufgaben sein sollen.

mfg.

Das hängt davon ab wieviel Kraft man brauich um das zu bewegen. Wie 
breit sind die räder aus welchen Material? Dann wie groß ist die 
Haftreibung die überwunden werden muss (abhängig von räder und Material) 
und wie groß ist dann die Rollreibung (ebenfall Abhängig von Material 
und Räderbreite). Vom Gewicht ist alles Abhängig deswegen schreibe ich 
es nicht extra zu.

Rollreibung entsteht beim Rollen eines Körpers auf einer Unterlage. Wenn 
die Haftreibung am Berührungspunkt zwischen dem Körper und seiner 
Unterlage größer ist als die tangentiale beschleunigende Kraft, dann 
rollt der Körper ohne Schlupf und es wirkt ausschließlich Rollreibung; 
bei Gleitschlupf wirken zusätzlich Gleitreibungsanteile.

So also musst du erstmal errechnen was die größe der Beiden zu 
überwindenden Kräfte ist, und dann weißt du welche Kraft du aufbringen 
musst um den Körper zu bewegen.

Wenn du die Kraft weiß musst du das dazugehörige Antribsmoment erhalten. 
Und aus  dem Antriebsmiment das Drehmoment des Motors.

Kraft ist also nicht gleich Dreh- oder Antriebsmoment. Das muss man brav 
trennen und wandeln.

Kraft = Newton
Drehmoment = Newtonmeter

Also steht dazwischen ein Strecke ?

>2. Beschleunigung v(m/s)  z.B. 1m/s = 60m/min = 3,6km/h
>   Kraft zur Beschleunigung   0.5kg*10m/s^2 =5N

Das soll ein Auto werden und keine Rakete.

Mit 10m/s² zu beschleunigen ist doch etwas heftig...

Ein Frosch beschleunigt mit 15-20m/s² beim Springen. Da sind 10m/s² für 
das kleine 500g Fahrzeug ziemlich gut aber nicht unrealistisch.

Ottmar K. schrieb:
> Gesamtleistung 21,6W + (5W/0,6) = 30W

Ziemlich sinnlos, an dieser Stelle eine Leistung zu berechnen, da das 
Drehmoment gesucht wird.
Ein schnelldrehender Motor mit 30 W wird z.B. nicht genug Drehmoment 
haben, um den Wagen uberhaupt anfahren zu lassen und ein 
langsamdrehender Motor mit 3 W wird hingegen überhaupt keine Probleme 
haben, den Wagen zu beschleunigen (nur die Endgeschwindigkeit wird 
bescheiden sein).
Von daher sagen die 30 W überhaupt nichts aus.

Und um das notwendige Drehmoment zu berechnen, müssten wir den 
Durchmesser des Antriebsrads und die gewünschte Beschleunigung kennen 
(nicht die Endgeschwindigkeit, die geht nur in die Motorleistung ein) 
kennen.

>>>2. Beschleunigung v(m/s)  z.B. 1m/s = 60m/min = 3,6km/h
>>>   Kraft zur Beschleunigung   0.5kg*10m/s^2 =5N
>>
>> Das soll ein Auto werden und keine Rakete.
>>
>> Mit 10m/s² zu beschleunigen ist doch etwas heftig...

>Da hast Du offensichtlich Grundlegendes missverstanden!
>Um von der Masse auf die Gewichtskraft Newton (N) zu kommen, muss die
>Masse mit der gültigen Erdbeschleunigung in Beziehung gesetzt werden.
>Das geschieht über den Wert 9,80665 m/s^2. Der Einfachheit halber fürs
>Kopfrechnen hatte ich mit einem Fehler von 2% aufgerundet und 10m/s^2 in
>die Berechnung geschrieben.

Das gilt aber nur für die Gewichtskraft, die in gleicher Richtung wie 
die Erdbeschleunigung wirkt.
Die Kraft die hier zum Beschleunigen benötigt wird ist aber eine andere.
Sie kann aus dem Raddurchmesser und dem resultierenden 
Beschleunigungsmoment errechnet werden. Die Erdbeschleunigung hat hier 
nichts zu suchen.

@Ottmar K.

> Pw = Md(Nm)  2  PI * n/s

Diese Schreibweise ist "ungünstig" ( falsch ).

Die "richtige" kann man sich gut, wie nachfolgend, merken:

P = ω*M = 2π*n     ( Einheit:  W = Nm/s )

mit P = ABGABEleistung des Motors,

ω = "Kreisfrequenz" des Motors ( Einheit: 1/s )

n = Drehzahl ( Einheit 1/s )

> Diese Schreibweise ist "ungünstig" ( falsch ).
> Die "richtige" kann man sich gut, wie nachfolgend, merken:
> P = ω*M = 2π*n     ( Einheit:  W = Nm/s )

Lieber nicht, denn

P = ω*M = 2π*n *M

Berechnungen hin oder her, in der Praxis muss es funktionieren! Eine 
kleine Delle im Teppich und das Ding bleibt womöglich stehen... Die 
Physik mal beiseite - ich habe ein Lego Teil mit Kettenantrieb und 
Funkfernsteuerung (Cybermaster 8483). Die Umdrehungsgeschwindigkeit der 
Antriebsachse beträgt geschätzt 2 Umdrehungen je Sekunde. Der 
Ritzelantrieb hat einen Radius von 13 mm. Damit ergibt sich eine 
Vorwärtsgeschwindigkeit von pi*2*13*2 = 163 mm/s. Je langsamer die 
Drehzahl ist, desto größer das antreibende Drehmoment (deshalb baut man 
auch Getriebe) Die ganze Konstruktion wiegt übrigends 888g und fährt mit 
6 Mignonzellen mehrere Stunden, die Stromaufnahme liegt also weit unter 
1 A.

Hallo,

nachdem sich hier die Diskussion nur noch um die Zusammenhänge zwischen 
Translation und Rotation dreht möchte ich noch einwerfen, dass die 
maximal erreichbare Beschleunigung weit weniger Interessant sein dürfte, 
als die Verluste des Kettenantriebs (Jedenfalls waren die zu meiner 
LEGO-Zeit extrem schwergängig).

Da das ganze ein Schulprojekt ist, sollte es möglich sein, auch dort 
Experimente durzuführen. Ich würde an deiner Stelle mal versuchen, ob 
sich die Ketten mitdrehen, wenn du das Gefäht an einem Faden ziehst.
Falls das nicht der Fall ist, kannst du andere Oberflächen versuchen 
(oder im Zweifel das Gewicht erhöhen, die Motoren wiegen ja auch etwas)

Ist das geschafft, schnappst du dir einen "Kraftmesser" aus der Schule, 
und Beobachtest, wie weit der ausgelenkt wird, wenn du das Fahrzeug 
beschleunigst oder mit konstanter Geschwindigkeit bewegst.

Mit diesen Messwerten und deinem Physikbuch kannst du dir dann aus der 
Kraft und dem Radradius ein minimales Motormoment berechnen.

Dann guckst du in die Motortabelle, welche Motoren in Frage kommen, die 
dein gefordertes Drehmoment haben. Aus der Drehzahl(Leistung) des Motors 
ergibt sich dann die maximal erreichbare Geschwindigkeit.