Weerstand
Rolweerstand
De rolweerstand is de wrijving die optreed bij een rollende beweging over een oppervlak van een rond voorwerp, zoals een wiel, een kogel of een cilinder. De rolweerstand wordt vooral veroorzaakt door de vervorming van zowel het voorwerp als het oppervlak.
De rolweerstand is uit te rekenen met de volgende twee formules:
Fr=µs * M * g
Fr=rolweerstand (N)
µs=statische wrijvingscoëfficiënt (dimensieloos)
M=voertuigmassa (kg)
Fr=µd * M * g
Fr=rolweerstand (N)
µd=dynamische wrijvingscoëfficiënt (dimensieloos)
M=voertuigmassa (kg)
Er zijn twee formules voor de rolweerstand, want de wrijvingscoëfficiënt verschilt tussen beweging vanuit stilstand (statisch) en wanneer er al beweging (dynamisch) is.
In de formules staat M * g en dat is de zwaartekracht of de normaalkracht wat de reactiekracht is op de zwaartekracht. In deze formules staat M * g voor de normaalkracht . De rolweerstand is dus evenredig met de normaalkracht en de evenredigheidsconstante is de wrijvingscoëfficiënt.
Hoewel het contactoppervlak niet in de formule terugkomt, heeft deze wel invloed op de rolweerstand. Dit kan men zien bij bijvoorbeeld autobanden: brede autobanden hebben een lagere wrijvingscoëfficiënt dan smalle, wanneer de banden van vergelijkbare constructie zijn en even hard opgepompt zijn. Dit is te verklaren door te kijken naar de vervorming van de banden. Bij de brede autobanden is er meer vervorming in de breedte, terwijl de smalle banden meer vervormen in de lengte- en dus draairichting. De vervorming in de draairichting is bepalend voor de wrijvingscoëfficiënt en daardoor is deze dus hoger bij de smalle banden.
De conclusie die hieruit volgt is dus dat brede banden een lagere rolweerstand hebben dan smalle banden, wanneer de gebruiksomstandigheden hetzelfde blijven.
Bandenkeuze
Uit de analyse van de rolweerstand komt dat een bredere band minder rolweerstand oplevert. Daarnaast moet het vluchtvoertuig over een parcours rijden dat deels uit gras bestaat. Dit levert de eis op dat de banden voldoende grip moeten hebben op onregelmatig en glad terrein. Anders zal het aangedreven wiel gaan slippen als er kracht op wordt gezet. Daarom wordt er voor mountainbike banden gekozen, want deze zijn breder dan reguliere fietsbanden en leveren daarbij door de noppen ook meer grip. De noppen zorgen wel voor extra weerstand op het asfaltgedeelte van het parcours, maar genoeg grip hebben in het gras weegt toch zwaarder.
Eis: Het vluchtvoertuig moet mountainbike banden hebben.
Bronnenlijst:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Rolweerstand
http://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_resistance
http://nl.wikipedia.org/wiki/Wrijvingsco%C3%ABffici%C3%ABnt
http://en.wikipedia.org/wiki/Coefficient_of_friction#Coefficient_of_friction
http://www.schwalbe.com/nl/rollwiderstand.html
http://www.velofilie.nl/rolweerstand.htm
Banden: De waarheid over banden. Bike & trekking
