Leute,
nehmen wir an, ich könnte im Latsch des Reifens eine unbegrenzte Kraft in Fahrtrichtung übertragen. Diese Kraft entspricht meiner Verzögerung (neg. Beschleunigung) und je höher, desto schneller baue ich Geschwindigkeit ab (F
Verzögerung = m
bewegteMasse*a).
Um die Kraft im Latsch aufzubringen, benötige ich ein Drehmoment des Vorderrades entgegen der Rollrichtung. Dieses Moment ist über den Hebelarm (= Reifenradius) direkt proportional zu meiner Längskraft im Latsch (M
Rad = r
Rad * F
Latsch)
Dieses Drehmoment kann ich jetzt über eine Bremsscheibe oder im Falle der Felgenbremse eben über die Felge aufbringen. Hier gilt wiederum M = r * F, in dem Fall M
Rad = r
Bremsscheibe * F
Bremse
Die Kraft F
Bremse wirkt tangential entlang der Bremsscheibe/Felge. Um diese aufzubringen, drücken wir mit unserer Bremse normal auf die entsprechende Fläche. Es gilt F
Brems = µ * F
Normal. Diese Normalkraft bringt die Bremse auf und ist wiederum proportional zu unserer Handkraft, lineares Systemverhalten vorausgesetzt.
Betrachten wir die Zusammenhänge so, dass wir unabhängig von der gewählten Bremsscheibe eine gewisse Kraft F
Normal aufbringen können, so führt diese Kraft bei einer größeren Bremsscheibe zu einem längeren Hebelarm r
Bremsscheibe und damit zu einem höheren Bremsmoment (wiederrum proportional zur Verzögerung a). Oder ich brauche eben weniger Handkraft für die gleiche Verzögerung.
Die Felgenbremse reizt das Verhältnis Raddurchmesser zu Bremsscheibendurchmesser am besten aus, ich muss hier also für ein bestimmtes Moment die kleinste Normalkraft aufbringen. Warum Scheibenbremsen trotzdem "besser"
bremsen liegt hier an der Übersetzung zwischen Bremshebel und
Bremsbelag. Die Beläge der Scheibenbremsen bewegen sich über den Bremshebelweg wesentlich weniger und bringen dafür eine höhere Kraft auf (größere Übersetzung).
Da die Vereinfachung, dass wir im Latsch eine unbegrenzte Kraft aufbringen können allerdings nur gültig ist, solange das Rad nicht blockiert, wirds hier noch etwas komplizierter. Aber das Blockieren das Rades ist bei größerer Scheibe mit geringerer Handkraft erreichbar.
so, das muss erstmal reichen
