Geschwindigkeit und Fahrrad
Wie funktioniert ein Fahrrad? Fahrräder sind spannende Fortbewegungsmittel, die uns schneller als zu Fuß ans Ziel bringen. Erfahre, wie die physikalischen Kräfte beim Fahrradfahren wirken und wie sich die Entwicklung vom Hochrad zum modernen Fahrrad vollzogen hat. Interessiert? Entdecke mehr in diesem Text!

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Geschwindigkeit und Fahrrad Übung
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Nenne die Definition der Geschwindigkeit.
TippsÜberlege dir, über welches Thema dieses Video ist.
Welche Objekte bewegen sich schneller oder langsamer?
LösungDie Geschwindigkeit ist eine physikalische Größe, die angibt, wie schnell sich ein Objekt bewegt. Das heißt, sie gibt an, welche Strecke in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wird.
Dabei ist Laufen langsamer (ca. $5 \frac{km}{h}$) als Fahrrad fahren (ca. $10 \frac{km}{h}$).
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Beschreibe die Entwicklung des Fahrrads.
TippsWie sehen die Fahrräder heute aus?
Kannst du dir vorstellen, bei welchem Fahrrad es schwierig ist zu fahren?
LösungDas erste Fahrrad wurde 1817 in Mannheim von Herrn Drais die Draisine erfunden. Es ist eher ein Laufrad, das heute kleine Kinder fahren. Es war sehr unbequem, aber man hatte damit eine größere Geschwindigkeit als beim Laufen.
Die nächste große Entwicklung des Fahrrads war das sogenannte Hochrad. Es wurde Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt. Es war das erste Fahrrad mit Pedalen zum Treten. Das Hochrad war schneller und bequemer als die Draisine. Da der Sattel aber über dem großen Vorderrad befestigt ist, war es sehr schwierig und kompliziert damit zu fahren. Aus diesem Grund wurde es nur von Sportlern benutzt.
Das heutige Fahrrad, das du sicherlich schon gesehen hast, wurde 1887 in England entwickelt. Da der Sattel zwischen beiden Rädern liegt, ist es für fast alle Menschen fahrbar und das Fahren sicherer als mit dem Hochrad.
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Erkläre die Funktionsweise der Gangschaltung beim Fahrrad.
TippsÜberlege, in welchem Gang du mit dem Fahrrad fährst, wie groß dein Ritzel ist und wie schwer du in die Pedale treten musst.
LösungDie Gangschaltung am Fahrrad besteht aus Ritzeln an der Pedale und am Hinterrad, über die die Kette läuft. Die Ritzeln sind Scheiben mit Zähnen außen dran, auf denen die Kette aufliegt.
Sind an dem Ritzel an der Pedale und am Hinterrad gleich viele Zähne, so macht das Hinterrad genauso viele Umdrehungen wie die Pedale.
Die Gangschaltung kann aber auch so eingestellt werden, dass am Hinterrad nur die Hälfte der Zähne ist wie an der Pedale. Dann macht das Hinterrad doppelt so viele Umdrehungen wie die Pedale. Dafür muss man stärker in die Pedale treten.
Wenn die Fahrradkette an der Pedale und am Hinterrad über gleich viele Zähne läuft, ist ein kleiner Gang eingelegt. Wenn die Kette am Hinterrad über weniger Zähne läuft, liegt ein großer Gang ein.
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Prüfe, ob der Inhalt des Textes richtig ist.
TippsÜberlege, bei welchen Fahrrad ein Pedalantrieb benutzt wird und bei welchem nicht.
Wie sah das Hochrad aus?
Es sind zum Teil nur einzelne Wörter falsch.
LösungDie Weiterentwicklung des Fahrrads hat eine große Bedeutung für die Menschen. Auch die technischen Übersetzungen bei der Gangschaltung sind sehr von Vorteil.
Geschichte:
Das erste Fahrrad wurde 1817 in Mannheim von Herrn Drais die Draisine erfunden. Es ist eher ein Laufrad, das heute kleine Kinder fahren. Es war sehr unbequem, aber man hatte damit eine größere Geschwindigkeit als beim Laufen.
Die nächste große Entwicklung des Fahrrads war das sogenannte Hochrad. Es wurde Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt. Es war das erste Fahrrad mit Pedalen zum Treten. Das Hochrad war schneller und bequemer als die Draisine. Da der Sattel aber über dem großen Vorderrad befestigt ist, war es sehr schwierig und kompliziert damit zu fahren. Aus diesem Grund wurde es nur von Sportlern benutzt.
Das heutige Fahrrad, das du sicherlich schon gesehen hast, wurde 1887 in England entwickelt. Da der Sattel zwischen beiden Rädern liegt, ist es für fast alle Menschen fahrbar und das Fahren sicherer als mit dem Hochrad.
Gangschaltung:
Die Gangschaltung am Fahrrad besteht aus Ritzeln an der Pedale und am Hinterrad, über die die Kette läuft. Die Ritzeln sind Scheiben mit Zähnen außen dran, auf denen die Kette aufliegt.
Sind an dem Ritzel an der Pedale und am Hinterrad gleich viele Zähne, so macht das Hinterrad genauso viele Umdrehungen wie die Pedale.
Die Gangschaltung kann aber auch so eingestellt werden, dass am Hinterrad nur die Hälfte der Zähne ist wie an der Pedale. Dann macht das Hinterrad doppelt so viele Umdrehungen wie die Pedale. Dafür muss man stärker in die Pedale treten.
Wenn die Fahrradkette an der Pedale und am Hinterrad über gleich viele Zähne läuft, ist ein kleiner Gang eingelegt. Wenn die Kette am Hinterrad über weniger Zähne läuft, liegt ein großer Gang ein.
Übersetzungsverhältnis:
Das Übersetzungsverhältnis gibt das Verhältnis zwischen der Anzahl der Zähne der Ritzen an der Pedale und der Anzahl am Hinterrad an. Dies entscheidet darüber, wie viele Umdrehungen das Hinterrad im Bezug zur Pedale macht und wie schwer es ist, mit dem Fahrrad zu fahren.
Wenn das Übersetzungsverhältnis hoch ist, dann benötigt man viel Kraft, um die Pedale zu bewegen. Dann sind auch die Umdrehungen der Pedale weniger, aber das Hinterrad dreht sich schneller.
Wenn das Übersetzungsverhältnis niedrig ist, dann benötigt man nicht so viel Kraft, um die Pedale zu bewegen. Dabei sind die Umdrehungen von Pedale und Hinterrad nahezu gleich.
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Schildere den Verlauf der Energie.
TippsWas muss ein Mensch machen, um Energie zu bekommen? Was braucht er zum Leben?
Wenn du viel Sport machst, was bekommst du dann manchmal?
Warum ist es bei viel Gegenwind schwieriger Fahrrad zu fahren?
LösungEin Mensch bekommt seine Energie durch die Aufnahme von Nahrung. Wenn wir uns bewegen, benötigen wir für die Energie der Muskeln zusätzlich noch Sauerstoff.
Mit unserer Muskelenergie können wir anderen Objekten wie den Pedalen am Fahrrad auch Energie abgeben. Wenn die Pedale sich bewegen, geben sie die Energie über die Kette an die Räder ab. Damit hat das Fahrrad eine Bewegungsenergie und fährt.
Beim Fahren vom Fahrrad gibt es aufgrund von der Reibung der Räder mit dem Boden Reibung und dem Luftwiderstand einen Energieverlust.
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Erkläre die Energie beim Fahrradfahren.
TippsWie bekommst du deine Energie?
Durch was setzen sich die Pedalen in Bewegung?
Was macht es schwerer Fahrrad zu fahren?
LösungEin Mensch bekommt seine Energie durch die Aufnahme von Nahrung. Wenn wir uns bewegen, benötigen wir für die Energie der Muskeln zusätzlich noch Sauerstoff.
Mit unserer Muskelenergie können wir anderen Objekten wie den Pedalen am Fahrrad auch Energie abgeben. Wenn die Pedale sich bewegen, geben sie die Energie über die Kette an die Räder ab. Damit hat das Fahrrad eine Bewegungsenergie und fährt.
Beim Fahren vom Fahrrad gibt es aufgrund von der Reibung der Räder mit dem Boden Reibung und dem Luftwiderstand einen Energieverlust.
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