Hochseilrad - Imaginata

Hochseilrad
Außengelände
Auf diesem Fahrrad kannst auch du zum Hochseilartisten werden.
� Was schätzt du: Wie viel wiegt der Ausleger? Wie lang ist er?
� Wo befindet sich der Schwerpunkt bei einem normalen Fahrrad?
Wo befindet er sich beim Hochseilrad?
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Im Winter ist das
Hochseilrad leider außer
Betrieb. Da sich das
Stahlseil bei tiefen
Temperaturen
zusammenzieht, muss es
entspannt werden,
sobald die ersten
Nachtfröste einsetzen.

„Ist das sicher?“ „Fällt man da auch nicht runter?“ sind die üblichen Fragen, die die
Besucher stellen, wenn sie das erste Mal vor dem Hochseilrad stehen. Wen die Antwort
„Das hat der Technische Überwachungsverein geprüft.“ nicht befriedigt, dem kann
vielleicht das Verständnis der „Physik des Hochseilrades“ so viel Vertrauen geben, dass er
selber wagt, fünf Meter über dem Boden auf einem dünnen Stahlseil zu fahren.
Wie stabil die Lage eines Objektes ist, kann ein Physiker einschätzen, indem er sich die
Position des Schwerpunktes anschaut. (Den Schwerpunkt eines Körpers kann man sich als
den Punkt vorstellen, in dem die gesamte Masse des Körpers konzentriert ist. S. a Station
„Balancier-Besen“). Ein Objekt ist immer dann stabil gelagert, wenn sein Schwerpunkt die
tiefste mögliche Position erreicht hat, der Physiker spricht dann von einem „stabilen
Gleichgewicht“.
Bei einem normalen Fahrrad befindet sich der
Schwerpunkt im Rahmendreieck, d.h. ein liegendes
Fahrrad hat eine stabilere Position als ein stehendes.
Ganz anders beim Hochseilrad: An ihm ist ein Ausleger
befestigt, dessen Schwerpunkt sich etwa 3 m unterhalb des
Fahrrades befindet. Der Schwerpunkt der gesamten
Konstruktion ist abhängig von der Masse und Größe des
Auslegers und lässt sich näherungsweise so berechnen:
mF
hF
� mAh
h �
m � m
F
A
A
h Höhe des Schwerpunktes
h F Höhe des Fahrradschwerpunktes
h A Höhe des Auslegerschwerpunktes
m F Masse des Fahrrades
m Masse des Auslegers
Das Eisengewicht am Ende des Auslegers wiegt etwa 50
kg, so dass sich der Schwerpunkt weit unter dem Seil
befindet und das Fahrrad immer in einer aufrechten
Position gehalten wird. Wenn sich nun eine Person auf das
Fahrrad setzt, verlagert sich durch deren Masse der
Schwerpunkt zwar etwas nach oben, liegt jedoch noch
immer unter dem Auflagepunkt, so dass sich das gesamte
System in einem stabilen Gleichgewicht befindet.
Wenn dich diese Betrachtung nun soweit überzeugt hat,
dass du selber auf das Fahrrad steigst, wirst du vielleicht
feststellen, dass du selbst bei kleiner Geschwindigkeit viel
ruhiger und gleichmäßiger als sonst radelst. Jedes Kippen,
jede seitliche Auslenkung des Fahrrades würde den
Schwerpunkt des Systems nach oben verlagern. Solche
„labilen Zustände“ gehen aber schnell wieder in den
„stabilen“ Zustand über, bei dem der Schwerpunkt unten
und das Fahrrad mit dir oben sind.
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A