Reifendruck in Rennserien

Reifendruck in Rennserien

Zielsetzung: Das Arbeitsblatt zielt darauf ab, den Lernenden die Bedeutung des Reifendrucks in der Rennserie zu vermitteln und ihnen durch ein praktisches Experiment am Fahrrad zu zeigen, wie sich der Druck auf das Fahrverhalten auswirkt.


Inhalte und Methoden: Der Text erklärt die Wichtigkeit des Reifendrucks für die Haftung, Stabilität und Sicherheit in der Rennserie. Ein zu niedriger oder zu hoher Druck kann die Leistung beeinträchtigen. Ergänzt wird dies durch ein Schülerexperiment, bei dem die Lernenden mit einem Fahrrad den Einfluss des Reifendrucks auf den Rollwiderstand messen. Das Arbeitsblatt beinhaltet Multiple-Choice-Fragen und offene Fragen zur Analyse und Reflexion des Experiments.


Kompetenzen:

  • Wissenschaftliches Verständnis: Die Lernenden verstehen physikalische Prinzipien wie Rollwiderstand und den Einfluss von Reifendruck und Gewicht.
  • Experimentelle Fähigkeiten: Sie führen ein Experiment durch, beobachten die Ergebnisse und dokumentieren sie.
  • Analytisches Denken: Sie analysieren die Messdaten und erklären die Kausalzusammenhänge.


Zielgruppe und Niveau: Klasse 6-8

ID
JG
KJ
LM

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Target group and level

Klasse 6-8

Subjects

PhysicsChemistry

Reifendruck in Rennserien

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Arbeitsauftrag

Lies den Text und wähle jeweils die richtige Aussage aus.

Reifendruck in der Formel 1: Bedeutung und Technik

Der richtige Reifendruck ist in der Formel 1 von entscheidender Bedeutung. Die Reifen sind die einzige Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Rennstrecke. Ein optimaler Druck sorgt für maximale Haftung und Stabilität, was entscheidend für die Geschwindigkeit und Sicherheit der Fahrer ist. Zu niedriger Druck kann die Reifen überhitzen lassen, was zu einem erhöhten Verschleiß und im schlimmsten Fall zu einem gefährlichen Ausfall führen kann. Umgekehrt kann zu hoher Druck die Kontaktfläche verringern, was die Haftung und somit die Leistung beeinträchtigt.

Bildquelle: Wikipedia

Die Kontrolle und Pflege des Reifendrucks sind essenziell für optimale Leistung. Teams überwachen den Druck kontinuierlich mit Hilfe von Sensoren und passen ihn je nach Rennbedingungen und Fahrzeugbeladung an. Die Anpassung des Drucks erfolgt oft in Echtzeit, um den sich ständig ändernden Anforderungen der Rennstrecke gerecht zu werden. Die Technikunterstützung durch moderne Sensoren ermöglicht eine präzise Überwachung und Anpassung, was den Teams einen strategischen Vorteil verschafft.

Unter verschiedenen Bedingungen, wie etwa bei Nässe oder extremen Temperaturen, ist eine Anpassung des Reifendrucks notwendig. Die Teams müssen dabei stets die Balance zwischen optimaler Haftung und minimalem Verschleiß finden. Diese Anpassungen sind nicht nur für die Leistung entscheidend, sondern auch für die Sicherheit der Fahrer, da sie das Risiko von Reifenplatzern reduzieren.

Insgesamt ist der Reifendruck ein kritisches Element in der Formel 1, das durch kontinuierliche Kontrolle und Anpassung optimiert wird. Die Technikunterstützung spielt dabei eine zentrale Rolle, um den Druck in Echtzeit zu überwachen und anzupassen. Dies gewährleistet, dass sowohl Leistung als auch Sicherheit auf höchstem Niveau gehalten werden.

Option für die Lehrkraft

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Schülerexperiment: Einfluss des Reifendrucks auf den Rollwiderstand

Ziel des Experiments

Wir wollen herausfinden, wie sich der Reifendruck am Fahrrad auf das Fahrverhalten und den Rollwiderstand auswirkt. Dazu vergleichen wir die Ausrollstrecke bei unterschiedlichen Druckstufen. So wird sichtbar, warum der richtige Reifendruck im Straßenverkehr wichtig ist.

Materialien

  • Fahrrad (technisch in Ordnung, frei laufende Räder/Bremsen)
  • Fahrradpumpe mit Manometer
  • Helm (Pflicht) und ggf. Handschuhe
  • Abgesperrte, ebene Strecke (alternativ: sehr leichte Rampe)
  • Maßband oder Messrad, Kreide/Markierungskegel
  • Optional: Fahrrad-Tacho oder GPS-App (für das einheitliche Starttempo)
  • Stoppuhr (optional), Notizblatt/Protokoll und Stift

Aufbau

Die Messstrecke wird auf dem Schulhof oder einer verkehrsfreien Fläche markiert:

  • Startlinie und Messlinie (Zielbereich) mit Kreide kennzeichnen.
  • Drei Reifendruckstufen innerhalb der Reifenangabe festlegen, z. B.:
  • Stufe A: niedriger Druck (z. B. 2,0 bar)
  • Stufe B: mittlerer Druck (z. B. 3,0 bar)
  • Stufe C: hoher Druck (z. B. 4,0 bar)
  • Die gleiche Person fährt alle Läufe, gleiche Sitzhaltung/Kleidung (Luftwiderstand konstant).
  • Wenn Wind weht: Hin- und Rückläufe paarweise messen und mitteln.

Durchführung

  1. Reifendruck Stufe A einstellen.
  2. Fahrrad auf konstantes Starttempo bringen (z. B. 10–15 km/h).
  3. An der Startlinie aufhören zu treten und ausrollen lassen, bis das Fahrrad zum Stillstand kommt.
  4. Ausrollstrecke von der Startlinie bis zum Stillstand mit Maßband messen (optional zusätzlich die Zeit stoppen).
  5. Mindestens fünf Wiederholungen durchführen und die Werte notieren.
  6. Schritte für Stufe B und Stufe C exakt gleich wiederholen.
  7. (Optional – Rampenvariante): Aus identischer Höhe ohne Treten losrollen lassen und die Strecke bis zum Stillstand messen; ebenfalls je fünf Wiederholungen pro Druckstufe.

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Versuchsprotokoll

Fertige eine Skizze des Versuchsaufbaus an.

Lösung für die Lehrkraft

![Schülerversuch Aufbau Skizze: Ausrollversuch mit Startlinie, Ausrollstrecke, Messlinie, 3 Reifendruck-Stufen](attachment:image.png)

Lösung für die Lehrkraft

✒️ Schreibe deine Beobachtungen auf.

Fülle die Tabelle mit den Ergebnissen des Experiementes aus