Luftwiderstand
Die Luft drückt gegen die Stirnfläche des Fahrzeugs. Der Widerstand wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit – bei doppeltem Tempo vierfach.
FL=0,5·ρ·cw·A·v2
Umstellen nach
- FL
- Luftwiderstand N · kN
- cw
- Luftwiderstandsbeiwert –
- A
- Stirnfläche (Anströmfläche) m²
- v
- Fahrgeschwindigkeit (gegenüber der Luft) km/h · m/s
- ρ
- Luftdichte = 1,2 kg/m³
Die Formel umgestellt
- nach FL LuftwiderstandFL=0,5·ρ·cw·A·v2
- nach cw Luftwiderstandsbeiwertcw=2·FLρ·A·v2
- nach A Stirnfläche (Anströmfläche)A=2·FLρ·cw·v2
- nach v Fahrgeschwindigkeit (gegenüber der Luft)v=√2·FLρ·cw·A
Größen und Einheiten
| Zeichen | Größe | Einheiten |
|---|---|---|
| FL | Luftwiderstand | N, kN |
| cw | Luftwiderstandsbeiwert | ohne Einheit |
| A | Stirnfläche (Anströmfläche) | m² |
| v | Fahrgeschwindigkeit (gegenüber der Luft) | km/h, m/s |
| ρ | Luftdichte = 1,2 kg/m³ (Konstante) | kg/m³ |
Merke
v in m/s einsetzen (km/h durch 3,6)! F_L ~ v², die Leistung dafür P_L = F_L · v ~ v³: Von 100 auf 130 km/h steigt der Luftwiderstand um 69 %, der Leistungsbedarf dafür um 120 %.
In der Praxis
Dachboxen, Fahrradträger und offene Fenster erhöhen c_w und A spürbar. Ab etwa 60 … 80 km/h ist beim Pkw der Luftwiderstand größer als der Rollwiderstand. Gegenwind zählt mit: maßgeblich ist die Geschwindigkeit gegenüber der Luft.
Beispiel
Ein Pkw mit c_w = 0,30 und 2,2 m² Stirnfläche fährt 100 km/h. Wie groß ist der Luftwiderstand (ρ = 1,2 kg/m³)?
Weiter mit
RollwiderstandLeistungsbedarf beim FahrenSteigungswiderstand