Ok, das Wochenende ist vorbei und kein Biophysiker hat mein Problem gelöst. Urs hat verdankenswerterweise einen Kommentar hinterlassen, aber die Erklärung „weil man mehr Würgen muss“, befriedigt nicht wirklich (wobei ich noch auf den Link zurückkommen werde). Ich versuche mal das Problem selber zu lösen und beginne mit dem Physik-Teil (Der Bio-Teil des Problems dürfte die noch grössere Knacknuss werden). Da meine letzte Physikstunde mehrere Jahrzehnte zurück liegt, muss ich ganz einfach beginnen. Die Frage des ersten Teils ist deshalb:

Wie viel Kraft muss ich aufwenden, um mein Fahrrad einen Meter vorwärts zu bewegen?

Kraft wird in Newton (N) gemessen. Ein Newton ist die Kraft die ich brauche um 1 kg je Sekunde um 1 m/s zu beschleunigen. 1 N = 1 kg · m/s². Also ist die Kraft abhängig wie stark ich das Bike beschleunige. Somit ist meine Frage falsch. Die Kraft ist nicht abhängig von der Distanz, sondern wie schnell ich das Fahrrad einen Meter vorwärts bewegen will. Scheint mir logisch zu sein. Nehmen wir mal einen Beschleunigungswert von 1 m/s, das scheint für Fahrradfahrer realistisch.

Zuerst muss ich aber wissen wie schwer mein Gefährt ist. Das Gewicht ist die Masse (m). Mein Fahrrad besteht aus der Masse des Fahrers (mf) und der Masse des Bikes (mb). Da wir ja als Leser von Fachzeitschriften alle wissen, dass rotierende Massen speziell sind, weise ich die separat aus. Die Masse des Bikes (mb) ist also die rotierende Masse (mbr) und der Rest des Bikes (mbf). Der Fahrer ist möchte 75kg sein, das Bike 12kg, davon ca. 4.5kg rotierende Teile (Reifen, Schlauch, Laufrad, Bremsscheibe, Kurbel, Pedale, Kette, Kassette). Macht also m=mf+(mbr+mbf) bzw. m=75+(4.5+7.5) bzw. m=87kg!

Damit wird das Resultat einfach, wir brauchen 87N Kraft um uns in 1s auf 1m/s zu beschleunigen. Aber wie weit sind wir nun gefahren? Wenn wir am Start 0m/s schnell sind und nach 1 Sekunde 1m/s, dann haben wir uns also durchschnittlich mit 0,5m/s fortbewegt, sprich wir sind erst 50cm gefahren (mein Gehirn raucht bereits und ich bin nicht sicher ob das stimmt).

Das reicht für heute. Das nächste Mal versuche ich herauszufinden wieviel Kraft man braucht um das Fahrrad in Bewegung zu halten. Theoretisch Null, aber in Realität muss ich immer Trampen um nicht langsamer zu werden. Das wird wohl nicht einfach…

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