R


Rollwiderstandskoeffizient


Formel


Definition


Der Rollwiderstandskoeffizient, auch Rollwiderstandsbeiwert genannt, gibt an, mit welchem Anteil seiner Gewichtskraft ein Körper beim Rollen seine Bewegung zu Bremsen versucht. Die Zahlenwerte liegen immer zwischen 0 und 1.

Formel



Legende



Wie kann man den Rollwiderstandskoeffizient messen?


Man zieht einen Gegenstand auf Rädern über eine waagrechte Fläche. Man zieht dabei parallel zu dieser Fläche und misst die nötige Kraft, um eine immer gleiche Geschwindigkeit beizubehalten. Die Geschwindigkeit selbst ist egal, sie hat keinen Einfluss auf den gesuchten Rollwiderstandkoeffizienten. Die gemessene Kraft Fᵣ teilt man anschließen durch die gesamte Gewichtskraft Fₙ des Fahrzeuges. Das Ergebnis dieser Division ist dann der Rollwiderstandkoeffizient cᵣ. Siehe auch einfacher Rollwiderstandsversuch ↗

Beispielrechnung Inselbahn


Aus Tabellen kann der Wert für den Rollwiderstandskoeffizienten von Eisenbahnrädern auf Schienen entnommen werden. Er liegt zwischen 0,001 und 0,002. Die Masse der Lokomotive der Wangerooger Inselbahn (Nordsee) wird mit 16 Tonnen, also 16000 Kilogramm angegeben. Die Strecke auf der Insel ist immer waagrecht. Damit ist die Normalkraft der Lok auf den Untergrund 160000 Newton, denn: auf der Erde wirken pro Kilogramm immer rund 10 Newton Gewichtskraft (genauer: 9,81 N/kg). Von diesen 160 Tausend Newton wirken dann laut Rollwiderstandskoeffizient das 0,001 bis 0,002fache als Rollwiderstand, das wären zwischen 160 und 320 Newton. Fährt die Lok rund 20 km/h schnell, oder rund 5,6 Meter in jeder Sekunde, dann ergibt das über Kraft mal Geschwindigkeit = Leistung eine Leistung zwischen rund 0,9 bis 1,8 Kilowatt. Das liegt weit unterhalb der Größenordnung der tatsächlichen Leistung der Lok von 166 Kilowatt, also 160 Tausend Watt. Tatsächlich muss die Lok aber auch Widerstände der drehenden Teilen ihres Motors und Getriebes überwinden, die wahrscheinlich ein Mehrfaches des Rollwiderstandes ausmachen. Siehe auch Wangerooger Inselbahn ↗