Der Wendelsteiner Fahrradkreisel
Physik
Thema Kreisbewegung in der 11b: Wie schräg liegt ein Fahrrad in der Kurve? Theoretisch war alles bereits im Unterricht hergeleitet worden. Man muss den Kurvenradius kennen, die Bahngeschwindigkeit messen und kann dann mit dem bekannten Term für die Radialkraft im flugs aufgespannten Kräfteparallelogramm die Bedingung für den Winkel ermitteln.
(s. Formel, Abb. 1)
Aber: Stimmt das in der Realität auch? Um das zu überprüfen unternahm die 11b einen Unterrichtsgang mit dem Fahrrad zum Wendelsteiner Fahrradkreisel (im Norden Wendelsteins in der Auffahrt auf die A73). Dieser ist eine perfekte Kreisbahn, wie das Satellitenbild zeigt. Der Kurvenradius lässt sich anhand des Maßstabs ermitteln, die Erdbeschleunigung ist allgemein bekannt und den Winkel kann man fotografieren; aber wie bestimmt man die Geschwindigkeit?
(S. Abb. 2)
Um das zu überprüfen, halfen uns freundlicherweise Herr Christian Hofrichter und Herr Markus Marin von der Verkehrspolizei Schwabach, die sich mit uns dort trafen und ihre Lasermesspistole mitbrachten. Allerdings stellte sich das Messen als nicht so einfach heraus.
(s. Abb. 3)
Das erste Problem war, dass die Pistole nur misst, wenn der Abstand zum Objekt groß genug ist. Deshalb konnte die Geschwindigkeit erst nach dem Kurvenende gemessen werden, wenn der Weg im Tunnel wieder gerade wird. Der Winkel muss aber in der Kurve bestimmt werden und so mussten wir hoffen, dass die Geschwindigkeit dazwischen einigermaßen konstant bleibt.
(s. Abb. 4)
Ein zweites Problem ergab sich, da die Pistole üblicherweise Autos misst und Fahrradfahrer zu wenig Reflexionsfläche haben. Erst als aus den Tiefen des Polizeiautos ein Nummernschild zum Vorschein kam, das die Radfahrerinnen vor sich hertrugen, funktionierten einige Messungen, auf deren Auswertung wir bauen konnten: Die spätere Auswertung ergab eine aufs Grad genaue Übereinstimmung von berechnetem und gemessenen Winkel.
(s. Abb. 5)
Zum Schluss durften die, die sich dafür interessierten, von der Autobahnbrücke aus selbst Messungen mit der Pistole versuchen, was ebenfalls gar nicht so einfach ist. Erfahrung hilft hier allerdings schon, wie Herr Marin eindrucksvoll demonstrierte.
(s. Abb. 6)
Alles in allem war die Aktion spannend und offensichtlich für alle Beteiligten interessant: Die Polizei konnte ihr Können in den Unterricht einbringen und einen Ausschnitt ihrer Arbeit zeigen und die Schülerinnen und Schüler konnten Theorie und Praxis in Bezug setzen, das Messen ausprobieren und haben sich obendrein an frischer Luft bewegt.
(s. Abb. 7)
Mir bleibt, ein herzliches Dankeschön an die Herren von der Polizei zu richten und zu hoffen, dass sowohl vom Erlebnis als auch von den physikalischen und technischen Inhalten lang etwas in Erinnerung bleibt.
(s. Abb. 8)
Matthias Kusber