Formel zur Berechnung der Evers`schen Geschwindigkeit vE

Formel zur Berechnung der Evers’schen Geschwindigkeit vE
Die Evers’sche Geschwindigkeit (auch: Evers-Geschwindigkeit) ist die Geschwindigkeit, die
ein Fahrzeug erreichen muß, um vor einem Straßenhuckel abzuheben und dahinter wieder zu
landen.
Vereinfachung: Das Fahrzeug wird als punktförmige Masse ohne Berücksichtigung der
Federung, Stoßdämpfer, plastischen Verformbarkeit der Karosserie und der
Gewichtsverteilung auf zwei Achsen angesehen.
Die auftretenden Geschwindigkeitskomponenten von vE (vX und vY) werden an einem
rechtwinkligen Dreieck zerlegt. Der Winkel © ist hierbei der kleinere Winkel zwischen den
Seiten vE und vX.
vX ist unter Vernachlässigung des Luftwiderstandes als konstant anzunehmen, sodaß sich die
Länge l des Fluges (zusammengesetzt aus Länge des Huckels und des Radstandes) wie folgt
ergibt:
l = v X ⋅ t = cos(α ) ⋅ v E ⋅ t
⇔t =
l
cos(α ) ⋅ v E
Für die Bewegung in y-Richtung ergibt sich nach der allgemeinen Formel für beschleunigte
Bewegungen:
y = − 12 g ⋅ t 2 + v y ⋅ t
⇔ y = − 12 g ⋅ t 2 + sin(α ) ⋅ v E ⋅ t
gesucht sind hiervon die Nullstellen, denn zu diesen Zeitpunkten befindet sich das Fahrzeug
auf dem Boden:
0 = − 12 g ⋅ t 2 + sin(α ) ⋅ v E ⋅ t
2 ⋅ sin(α ) ⋅ v E
g
Im ersten Fall ist das Auto noch nicht abgehoben und im zweiten Fall ist es gerade wieder
aufgekommen.
Es muß nun die Flugzeit, also die Zeit, nach der das Gefährt wieder landet, gleich der Zeit
sein, die es braucht um in x-Richtung den Huckel zu überfliegen. Es können nun beide Zeiten
gleichgesetzt werden:
⇔ t = 0∨t =
2 ⋅ sin(α ) ⋅ v E
l
=
cos(α ) ⋅ v E
g
⇔ vE =
g ⋅l
2 ⋅ sin(α ) ⋅ cos(α )
Laut der Additionstheoremen gilt:
vE =
g ⋅l
sin( 2 ⋅ α )
Anwendung
Ausmessungen an einem für unsere Zwecke praktischen Huckel ergaben:
l = 8m
g = 9,81
m
s2
α = 7°
vE =
m
⋅ 8m
m
km
s2
≈ 18 ≈ 65
s
h
sin( 2 ⋅ 7°)
9,81
Die von Herrn Dr. Evers genannte Geschwindigkeit von rund 70 km/h dürfte nach der stark
vereinfachten Formel für einen idealen Huckel wohl genügen, jedoch lehrt die Praxis, daß die
Federung doch einen Großteil der Bewegungsenergie beim Überfahren der Schwelle
aufnimmt, sodaß die tatsächliche Geschwindigkeit um ein vielfaches höher sein müßte. Eine
Versuchsreihe ergab, daß allein das Verlieren des Bodenkontaktes unter einer Erhöhung um
den Faktor 2 nicht möglich sein wird.
So bleibt die Theorie hinter der Praxis zurück, doch ist sicher, daß als Anhaltspunkt für die
minimale Evers’sche Geschwindigkeit die Formel
vE =
ihre Gültigkeit behält.
g ⋅l
sin( 2 ⋅ α )