andere Ketten: Menschenkette, Filialenkette, Kette in der Mathematik |
Als Kette bezeichne ich eine Reihe von beweglich ineinandergefügten, oft ovalen Ringen aus Metall, die ich als Kettenglider bezeichne.
Ein spezieller Kettentyp ist die Kette, die für die Verbindung von Zahnrädern verwendet wird. Die Glieder haben zwei Rollen und werden mit Laschen verbunden. |
Bildquelle: Wikipedia |
Die Fahrradkette ist ein exemplarischer Fall für den "konvektiven Energietransport":
Die Redeweise zeigt vor allem, dass "Energie" - homonym - für sehr verschiedene Sachen verwendet wird - und im Alltag praktisch nie für die physikalische Grösse oder für das, was gemäss der Thermodynamik - dort auch homonym - nicht verbraucht werden kann. Die Fahrradkette Eine interessante Anwendung der Beziehung P = v · F ist der Energietransport durch die Antriebskette von Fahrrad und Motorrad. Wir empfehlen aber, dieses Beispiel im Unterricht nicht zu behandeln, denn hier tritt ein Problem auf, dem man zunächst wahrscheinlich lieber aus dem Weg geht: Der Wert der Energiestromstärke ist bezugssystemabhängig. Betrachtet man die Energieübertragung mit der Fahrradkette im Bezugssystem des Fahrrads, so fließen Energie und Impuls im oberen, gespannten Kettenteil zum hinteren Kettenrad (Das Fahrrad bewege sich nach rechts). Wenn nun vK die die Geschwindigkeit der Kette relativ zum Fahrrad ist, und F die Impulsstromstärke im gespannten Kettenteil, so ist P = vK · F. Der Impuls fließt durch den (ruhenden) Fahrradrahmen zum vorderen Kettenrad zurück. Im Bezugssystem der Erde bewegt sich der gespannte Teil der Kette mit der Geschwindigkeit vF + vK, wobei vF die Geschwindigkeit des Fahrrads relativ zur Erde ist. Durch die Kette fließt daher ein Energiestrom der Stärke PK = (vF + vK) · F vom vorderen zum hinteren Kettenrad. Da sich aber der Fahrradrahmen, in dem der Impulsstrom zum vorderen Kettenrad zurückfließt, mit vF bewegt, fließt auch in ihm ein Energiestrom: PR = vF · F Hier ist vF > 0. Da im Rahmen eine Druckspannung herrscht, fließt der Impulsstrom nach rechts. Also fließt auch der Energiestrom nach rechts. Die Gesamtstärke des Energiestroms, der nach hinten fließt, ergibt sich damit als die Differenz P = PK – PR = (vF + vK)F – vF · F = vK · F, also dasselbe Ergebnis wie im Bezugssystem des Fahrrads. [ Mechanische Energieströmen ] |