Moin,
Niemand: Eine kleine Info zur Berechnung der Reibungskräfte: In einfachster Näherung mit der Nutzung eines Reibungskoeffizienten spielt die Auflagefläche des Stoffes keine Rolle, sondern lediglich seine Masse. Die Idee dahinter ist, dass nicht die mikroskopische (also sichtbare) Auflagefläche sondern nur die makroskopische Auflagefläche eine Rolle spielt. Sprich wenn ich meinen Körper auf ner dünnen Fläche lagere drückt seine Masse umso mehr auf diese kleine Fläche und die Reibung bleibt gleich.
Man unterscheidet nur zwischen Gleit-/Roll- und Haftreibung und den aneinander reibenden Materialien.
Diese Info wird im sogenannten Reibungskoeffizienten umgesetzt.
Diesen nenne ich folgenden k. Dann ergibt sich die Reibungskraft F1 eines Körpers der Masse m als:
F1 = k * Fn
wobei Fn die Normalkraft ist, welche vom Körper senkrecht zum Körper nach unten zeigt. Sei F2 = m *g die Gewichtskraft des Körpersmit der Gravitationskonstanten g = 9,81 m/(s^2).
Für einen Abhang mit dem Neigungswinkel a gilt dann für die Hangabtriebskraft F3:
F3 = m*g *sin(a)
Da für die Normalkraft gilt:
Fn = F2 * cos(a) = m * g * cos (a)
muss man in unserem Fall ( da 0°<= a <= 90° ist, sin und cos also nur positiv sein können [mit <= meine ich hier das kleiner gleich Zeichen, welches mein Handy leider nicht besitzt]) nur gucken, ob
k * cos(a) < oder = oder > sin(a)
ist. Damit weiß man dann also ob F1 oder F3 größer ist, also ob Reibung oder Abtrieb überwiegen.
Wenn F1 > F3 bremst der Zug, bei F1 = F3 bleibt die Geschwindigkeit konstant und bei F1 < F3 beschleunigt der Zug. Ich denke auch eine grob abschätzende Rechnung sollte zeigen, dass letzteres hier der Fall ist und der TS murks baut.
Und den Luftwiderstand zu berechnen, müsste man doch eigentlich ne DGL lösen, oder? Schließlich ist die Kraft geschwindigkeitsabhängig. Oder habt ihr da ne allgemeine Lösung der DGL mit der ihr gerechnet habt? Mir ist der Zusammenhang da gerade entfallen.
Ich hoffe diese kurze physikalische Zusammenfassung der BR 151 am Hang war einigermaßen verständlich und vielleicht etwas hilfreich. Falls nicht einfach überlesen und sorry fürs Off-Topic.
Gruß