Ein Mountainbike fährt plötzlich leichter bergauf. Man tritt – aber nicht mehr allein. Wie fährt ein Mountainbike mit Strom?
Ein E-Mountainbike fährt mit Strom, weil zusätzlich zur Muskelkraft ein Elektromotor Energie liefert. Diese Energie kommt aus einem Akku und unterstützt genau dort, wo Radfahren besonders anstrengend ist.
Physikalisch geht es dabei um Energie, Leistung und Verluste.
Wikipedia: E-Bike | Potenzielle Energie | Kinetische Energie | Leistung
Begriffe: Energie, Leistung, Akku, Elektromotor, Reibung, potenzielle Energie, kinetische Energie
Welche Energieformen spielen beim Radfahren eine Rolle?
Beim Radfahren – besonders bergauf – treten drei Energieformen auf.
1) Potenzielle Energie
Du und dein Fahrrad haben eine Masse.
Wenn ihr höher kommt,
steigt eure potenzielle Energie.
Je größer die Höhendifferenz, desto mehr Energie wird benötigt, um den Berg hinaufzukommen.
2) Kinetische Energie
Damit das Fahrrad fährt,
muss es eine Geschwindigkeit haben.
Energie, die in der Bewegung steckt, nennt man kinetische Energie. Sie ist nötig, um zu beschleunigen und um in Fahrt zu bleiben.
3) Reibung
Reifen rollen auf dem Boden,
die Kette läuft über Zahnräder,
Lager drehen sich.
Dabei geht ständig Energie verloren. Sie wird in Wärme umgewandelt. Diese Energie muss laufend ersetzt werden, sonst bleibt das Rad stehen.
Woher kommt diese Energie?
Beim normalen Fahrrad kommt die Energie aus deinem Körper.
Deine Muskeln wandeln chemische Energie aus der Nahrung in Bewegungsenergie um.
Das kostet Kraft – vor allem bergauf und über längere Zeit.
Was ändert sich beim E-Mountainbike?
Beim E-Mountainbike kommt eine zweite Energiequelle dazu: der Akku.
Im Akku ist elektrische Energie gespeichert. Ein Elektromotor wandelt diese Energie in mechanische Energie um.
Der Motor hilft: beim Beschleunigen, beim Bergauffahren und beim Halten der Geschwindigkeit.
Du trittst weiterhin mit, aber nicht mehr allein.
Energie und Leistung
Wie anstrengend etwas ist, hängt nicht nur von der Energie ab, sondern auch von der Zeit.
Energie pro Zeit nennt man Leistung.
Gleiche Energie in kürzerer Zeit eingesetzt bedeutet höhere Leistung.
Beim E-Bike teilen sich dein Körper und der Motor die nötige Leistung.
Warum ist das Bergauffahren leichter?
Bergauf braucht man viel Energie für die potenzielle Energie und für die Reibung.
Der Elektromotor liefert genau hier Unterstützung. Er stellt zusätzliche Leistung bereit, ohne dass du schneller treten musst.
Darum fühlt sich der Berg mit Strom deutlich flacher an.
Fragen
- Warum braucht Bergauffahren besonders viel Energie?
- Welche Energieformen treten beim Radfahren auf?
- Warum geht ständig Energie durch Reibung verloren?
- Was ist der Unterschied zwischen Energie und Leistung?
- Warum muss man beim E-Bike trotzdem mittreten?
Immer noch interessiert?
- Wie groß ist die Energie in einem Fahrradakku?
- Wie weit kommt man mit einer Akkuladung?
- Warum ist Rekuperation beim Fahrrad kaum sinnvoll?
- Was unterscheidet E-Bike, Pedelec und S-Pedelec?
Wichtige Wörter: Energie, Leistung, Akku, Elektromotor, Reibung, potenzielle Energie, kinetische Energie, Bergauffahren