Verkehr

Ist auf die Beschilderung Verlass?

Er befindet sich im Dunkelsteiner Wald, tastet mit aufgestellten Lichtern die zurückweichenden und sich wieder aufbäumenden Straßenränder ab, an jeder Kreuzung auf dem brüchigen Fahrdamm rangierend, er wüßte gerne, wohin die Hinweisschilder gekommen sind und wer die wenigen vorhandenen Schilder verdreht hat und wofür das Bezahlen von Steuern gut sein soll, wenn nicht einmal auf die Beschilderung der Straßen Verlaß ist, und ob unter den neuen Herren vielleicht doch alles besser wird, breitere Straßen, hellerer Mond, bessere Orientierung.*

* Arno Geiger. Es geht uns gut. Roman. München 2005, S. 60

Der Straßenbau denkt perspektivisch

Wenn man von weitem Verkehrszeichen sieht, die nicht auf Schildern, sondern direkt auf die Straße gemalt sind, so müsste man sich eigentlich darüber wundern, dass diese von weitem nicht infolge der perspektivischen Wahrnehmung zur Unkenntlichkeit geschrumpft erscheinen, sondern ein ganz normales Aussehen haben (oberes Foto).
Des Rätsels Lösung zeigt sich dann, wenn man direkt vor oder neben so einem Zeichen steht. Dann erkennt man, dass diese absichtlich oder wohlweißlich in die Länge gezogen aufgemalt werden, um die perspektivische Verkürzung auszugleichen (unteres Foto).
Aufmerksam wurde ich darauf, als ich zufällig zwei Leute direkt neben dem langen Zeichen antraf, die sich über den Anblick amüsierten. Dabei schnappte ich den Satz auf, dass die Bauarbeiter wohl zu lange in die Flasche geblickt hätten.

Mit der Pünte über den Kanal

Ostfriesland ist von Kanälen durchzogen. Das wird dann zu einem Problem, wenn der selbst gewählte einsame Weg plötzlich an einem Kanal endet und wer nicht schwimmen kann oder will denselben Weg zurück gehen muss. Da der Wander- und vor allem der touristische Fahrradverkehr in den letzten Jahren stark zugenommen haben, wurde von einigen Gemeinden eine gute Idee realisiert und einige Kanäle mit Fähren ausgestattet, sogenannten Pünten. Damit wird übrigens wieder eine alte Tradition aufgenommen, die früher eine verkehrstechnische Notwendigkeit war und heute dem Freizeitvergnügen gewidmet wird. Diese Pünten werden von Menschenhand mit einer Kurbel über den Kanal gezogen. Durch das Kurbeln zieht man die Pünte samt Ladung (meistens Fußgänger und Fahrräder) an einer im Wasser befindlichen Kette über das Gewässer. Da alles in Eigenregie der übersetzungswilligen Menschen erfolgt, wird die Aktion oft zu einem wahren Erlebnis und einer sportlichen Übung.
Auf diese Weise vermeidet man große Umwege. Aber das ist nicht das Entscheidende, da ja letztlich jede Wanderung und fast jede Radtour ein freiwillig begangener/befahrener Umweg ist. Wichtiger ist, dass man sich oft die Benutzung der Wege entlang der besonders in Ferienzeit vielbefahrenen Autostraßen erspart.

Rätselfoto des Monats September 2021

Warum ordnet sich der lockere Split allein infolge der Benutzung der Straße wellenförmig an?

Erklärung des Rätselfotos des Monats August 2021

Frage: Warum ist die Spiegelung im Schatten besser?

Antwort: Das schräg von links einfallende Sonnenlicht wird im hinteren Teil der Wasseroberfläche sowohl spiegelnd als auch an den braunen Schwebstoffen im Wasser diffus reflektiert bzw. gestreut. Aus unserer Position bzw. der des Fotografen sehen wir aber nur die diffuse Reflexion, durch die das Sonnenlicht in alle Richtungen gestreut wird – also auch in unsere Augen. Und obwohl die Intensität des gespiegelten Lichts auf der Wasseroberfläche wesentlich größer ist, bekommen wir davon nichts mit, weil nach dem Reflexionsgesetz: Einfallswinkel = Reflexionswinkel das Licht nach schräg rechts reflektiert wird. Wenn man dort stünde und auf das Wasser in Richtung Sonne blickte, würde einem das gespiegelte Licht blendend in die Augen fallen.
Der (bezüglich des Sonnenlichts) beschattete Bereich im Vordergrund wird lediglich vom Streulicht des Himmels und anderer Objekte wie etwa der Bäume und der Häuser im Hintergrund beleuchtet. Dabei wird es im Wasser ebenfalls spiegelnd und diffus reflektiert. Diesmal kommt das Licht jedoch aus Richtungen, aus denen es spiegelnd in unsere Augen gelangt. Das auch in diesem Fall an den Streuteilchen im Wasser diffus reflektierte Licht ist jedoch von so geringer Intensität, dass es kaum störend in Erscheinung tritt.
Schaut man sich die Szenerie genauer an, so erkennt man, dass ein Teil des in der Sonne liegenden rechten Brückenbogens hell genug ist, um die diffuse Reflexion des Sonnenlichts wenigstens teilweise zu überstrahlen.

Die Promenade in Münster

Die Promenade in der Fahrradstadt Münster ist nicht nur eine effektive Verkehrsverbindung für Fahrräder, sondern auch ein Erholungsraum für gestresste Städter. Wie in vielen Städten wurden auch in Münster die ehemaligen Befestigungsanlagen um die Altstadt in eine Straße umgewandelt. Anders als in den meisten anderen Städten wurde sie jedoch nicht für den Autoverkehr freigegeben und wird als Fahrrad- Fußgängerweg genutzt. Die asphaltierte Straße in der Mitte wird von Fahrrädern genutzt, die auf diese Weise sehr schnell an verschiedene Stellen der Innenstadt gelangen und dem Autoverkehr an Schnelligkeit überlegen sind. Zu beiden Seiten dieser „Schnellstraße“ sind Fußwege, die nicht nur als Weg zu bestimmten Zielen benutzt werden, sondern auch zur Entspannung. Denn die Promenade wird von schattenspendenden Laubbäumen gesäumt und  überwölbt, die bei Sonnenschein die Wege mit Sonnentalern sprenkeln und auch die geschäftsmäßige Fortbewegung zu einem Erlebnis werden lassen.

Mondphasen an Flugwarnkugeln

Manche Hochspannungsleitungen sind mit (meist orangefarbenen) Kugeln bestückt (Foto). Ich habe sie bislang vor allem an Autobahnen gesehen. Sie dienen vor allem dazu, tieffliegende Flugzeuge oder Hubschrauber zu warnen, weil die Seile selbst oft schwer zu erkennen sind. Das erklärt auch die Häufigkeit des Vorkommens an Autobahnen, wo mit Hubschraubern bei Rettungseinsätzen zu rechnen ist. Weiterlesen →

Parallele Kondensstreifen dreier Flugzeuge

Nach einer längeren coronabedingten Zeit eines kondensstreifenfreien Himmels, tauchen diese vom Menschen gemachten, wie mit dem Lineal gezogenen Wolken inzwischen wieder auf (Fotos). Vorgestern sah ich drei parallele Streifen natürlich mit drei „Zugmaschinen“ vorweg, die – obwohl auf dem Foto selbst kaum zu sehen – diese zivilisatorischen weißen Striche aus Eiskristallen über den Himmel zogen. Dass drei Flugzeuge parallel mit gleicher Geschwindigkeit nebeneinander her fliegen ist schon ungewöhnlich und kann kaum Zufall sein. Ich kann mir nur vorstellen, dass es Militärflugzeuge waren. Fragt sich nur, was die in der Höhe treiben. Vermutlich müssen die auch in Reih und Glied fliegen.  😉
Die Streifen waren der stabilen Wetterlage entsprechend sehr „haltbar“. Eine ganze Zeit später sahen sie so auf wie im unteren Foto – ein wenig onduliert.

In diesem Blog habe ich an mehreren Stellen über unterschiedliche Aspekte der Kondensstreifen – diesem nicht unproblematischen Phänomens der modernen Zivilisation – berichtet, z.B. hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier.

Radfahren kommt dem Flug der Vögel am nächsten*

Ein Fahrrad will bewegt werden. Im Ruhezustand kippt es um, muss gestützt werden und sieht kümmerlich und hilflos aus. Erst in der Bewegung erwacht es zum Leben. Und selbst der älteste Klepper entfaltet dann eine unerklärliche Grazie.
Obwohl man das Fahrradfahren physikalisch erklären kann, bleibt der wesentliche Teil des Geheimnisses davon unberührt, der darin besteht, dass es funktioniert.
Frei nach Loriot ist ein Leben ohne Fahrrad zwar möglich, aber sinnlos.
Daher bedaure ich jene Leute, die auf dem Weg ins Fitness-Studio im Stau stehen, um sich dort auf ein invalides Fahrrad ohne Räder zu setzen und sich nicht von der Stelle zu rühren.

Weitere Beiträge zum Fahrrad findet man hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier und hier… Ihr seht, ich mag das Fahrrad(fahren).

* Louis J. Halle (1910 – 1998)  US-amerikanischer Naturforscher und Autor

Rippelpisten im urbanen Raum

In diesen Tagen wurden die Straßen in unserer Gegend „ausgebessert“, indem sie eingeteert und anschließend reichlich mit Split bestreut wurden. Man überlässt jetzt den AutofahrerInnen die Arbeit, unfreiwillig diese Teilchen in den geteerten Untergrund einzuwalzen. Wenn dann zwei oder drei Wochen vergangen sind, wird der nicht befestigte Rest des Splits mit einer Fegemaschine wieder „eingesammelt“. Was die AutofahrerInnen von dieser Aktion vor allem mitbekommen, sind die an die Innenwände der Kotflügel prasselnden Teilchen, die von den rotierenden Rädern hochgeschleudert werden und dass sie in dieser Zeit wegen der eingeschränkten Bodenhaftung und der damit verbundenen Schleudergefahr nur mit einer Geschwindigkeit von 30 km/h fahren dürfen. Weiterlesen →

La economía energética de la bicicleta

Schlichting, H. Joachim. Investigación y Ciencia Mayo 2018Nº 500, p. 85 – 87

Ningún animal aprovecha la energía con tanta eficiencia como las personas cuando nos desplazamos… siempre y cuando lo hagamos sobre dos ruedas.

Los orígenes de la bicicleta se remontan a la «máquina andante» de Karl von Drais, inventor alemán que, en 1817, concibió el precursor del hoy popular vehículo de transporte. Aquel ingenio carecía de propulsión a pedales, pero, aun así, ya avanzaba más rápido que los coches de caballos y mucho más de lo que es posible a pie. Con las bicicletas corrientes de hoy en día, un adulto medio puede viajar cuatro veces más rápido que caminando a buen ritmo. En otras palabras: las personas usamos nuestra energía muscular de manera mucho más eficiente cuando vamos en bicicleta.
Para investigar este medio de locomoción desde un punto de vista puramente físico y compararlo con otros, podemos comenzar considerando la potencia de un ciclista. Esta se obtiene al multiplicar su velocidad por la suma de las distintas fuerzas de resistencia que debe superar. Tales fuerzas se deben principalmente a la interacción con el suelo y con el aire circundante. El suelo hace que el ciclista experimente la llamada resistencia a la rodadura. Esta es en gran medida independiente de la velocidad y resulta proporcional al peso conjunto del ciclista y su vehículo. Dicha proporcionalidad se expresa a través de una constante que depende de la fricción entre el neumático y el pavimento: el coeficiente de rozamiento. No podemos cambiar la superficie de la carretera, pero sí reducir bastante el rozamiento si elegimos las ruedas adecuadas.
Como el rozamiento por rodadura también resulta proporcional al peso, cuanto menor sea la masa del ciclista, menos esfuerzo tendrá que hacer. Además, eso también le favorecerá en las subidas, dado que en ellas hay una componente del peso que se opone al movimiento. Sin duda, el empleo de materiales ligeros en la fabricación del vehículo también ayudará. Pero, dado que quien más contribuye a la masa total es el propio ciclista, una estrategia mucho más ventajosa consiste en montar en bicicleta más a menudo y adelgazar con ello. Solo en el ciclismo profesional, donde cuentan las décimas de segundo, vale la pena asumir el coste que supone recurrir a la tecnología para eliminar cada gramo superfluo del velocípedo.
En la magnitud constante de la fuerza de rozamiento por rodadura incluimos —por lo general, tácitamente— las pérdidas por rozamiento que se producen al transferir la energía muscular a la rueda motriz, dado que esta cantidad tampoco depende apenas de la velocidad. En cualquier caso, las pérdidas en las bielas, la cadena y los rodamientos de las bicicletas modernas son relativamente pequeñas, siendo el rendimiento de entre el 90 y el 95 por ciento. Esto debemos agradecérselo sobre todo a los rodamientos de bolas, los cuales reemplazan el deslizamiento, que produce grandes pérdidas y desgaste, por la rodadura, lo que nos permite ahorrar energía. Su invención a mediados del siglo XIX dio un notable empujón al desarrollo de la bicicleta.

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Deutsche Version: Konkurrenzlos sparsam

Befahrbar oder nicht, das ist die Frage…

Die Gefahr, dass der Streifen befahren wird, ist nicht besonders groß, denn er ist dabei unter üppiger Vegetation zu verschwinden. Dennoch haben die Urheber dieses Schildes sich mit großem Einfallsreichtum bemüht, die Technik der Retroreflexion, wie man sie auch von modernen Verkehrsschildern kennt, mit Hilfe einer ähnlich funktionierenden grünen Warnweste upzudaten. Die Wirkung ist in der Tat erstaunlich. Die Weste flammt bei Dunkelheit im Scheinwerferlicht geradezu auf. Dadurch wird aber, wie ich selbst ausprobiert habe (rein wissenschaftliches Interesse!), der Text nicht besser lesbar. Im Gegenteil, was im bloßen Scheinwerferlicht noch möglich war, wird durch die Blendwirkung der Weste geradezu verhindert.
Im Übrigen wird durch die Warnweste die Aussage des lesbaren Textes paradoxerweise in ihr Gegenteil verkehrt. Aus „Seitenstreifen nicht befahrbar“ wird „streifen befahrbar“.

Nachtrag: Einige Wochen später war das Schild ohnehin nicht mehr zu sehen. Es wurde – wie im Foto bereits ansatzweise zu erkennen – insbesondere vom Klettenlabkraut völlig überwuchert.

Konkurrenzlos sparsam

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 4 (2017), S. 74 – 77

Radfahren kommt
dem Flug der Vögel am nächsten

Louis J. Halle (1910–1998)

Kein Tier setzt Energie so effizient zur Fortbewegung ein wie ein Mensch. Sofern er Fahrrad fährt! Weiterlesen →

Wege 4: 3D-Ameisenstraße

Ameisen scheinen eines mit dem Menschen gemeinsam zu haben. Sie fallen durch belebte Wege auf. Wo immer man Ameisen entdeckt, sind sie auf einem meist mehrspurigen Weg unterwegs. Es erinnert stark an Autobahnen, die man von Flugzeug aus oder aus einem Hochhaus sieht. Der Ameisenverkehr erinnert in mancher Hinsicht an den Autoverkehr in manchen asiatischen Ländern: Die äußerlich chaotisch wirkende Fortbewegung läuft erstaunlich reibungslos und effektiv ab. Das scheinen neueste Forschungsergebnisse zu bestätigen, wonach es beispielsweise in gefährlichen Situationen mit  großem Andrang schneller gehe, den Ort in chaotischer als in geordneter Weise zu verlassen. Den Ameisen scheint es in der Tat auf Effektivität und optimales Vorankommen gelegen zu sein. So haben sie auch keine Probleme damit, vom Menschen zu ganz anderen Zwecken errichtete Artefakte in ihr Wegesystem zu integrieren. Weiterlesen →

Zweirädrige Energiesparbüchse – Das Fahrrad als alltägliches Verkehrsmittel

Schlichting, H. Joachim; Wilfried Suhr. In: Physik in unserer Zeit 39/2 (2008) 86 – 89

Im Stadtverkehr ist das Fahrrad ein geradezu genial energiesparendes Transportmittel. Das zeigt der Vergleich mit den Beinen, also der alternativen Fortbewegungsart mit Körperkraft. Besonders schlecht schneidet jedoch das Auto ab.

PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Physik des Fahrradfahrens – Gleichgewicht auf zwei Rädern

Suhr, Wilfried; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 38/5 (2007) 238 – 241

Auf zwei Rädern stets das Gleichgewicht zu halten, ist nicht immer einfach. Wie wir es einhalten können sagen uns die Gesetze der Physik, die wir uns beim Fahren freilich nicht bewusst machen. Übung macht auch hier den Meister.

PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Physik des Fahrradfahrens – Moderne Zentauren

Schlichting, H. Joachim; Suhr, Wilfried. In: Physik in unserer Zeit 38/4 (2007) 184 – 188

Nun rollt sie wieder – die Tour de France. Für uns ein guter Anlass, die Physik des Radfahrens zu beleuchten. In einer mehrteiligen Serie beschäftigen wir uns mit Themen wie Leistung und Energetik, der Stabilität und den beiden natürlichen Feinden des Radfahrers: Berge und Wind.

PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Fahrradfahren, Laufen, Autofahren. Ein interressanter Vergleich im Unterricht

Schlichting, H. Joachim. In: technic-didact 9/3, 177 (1984).

In zwei vorangegangenen Aufsätzen in dieser Zeitschrift /6 und 7/ wurde die Energetik des Fahrradfahrens für typische Situationen erarbeitet. Im folgenden
sollen einige der dort gewonnenen Ergebnisse in einen größeren Zusammenhang gestellt werden: Es wird untersucht, welcher Stellenwert dem Fahrradfahren zukommt, wenn man es hinsichtlich der (energetischen) Transportkosten mit anderen Fortbewegungsarten für repräsentative Situationen vergleicht…

PDF: Fahrradfahren_Laufen_Autofahren

Untersuchungen zur Energetik des Fahrrads

Schlichting, H. Joachim; Nobbe, Reinhold. In: technic-didact 8/4, 225 (1983).

Die folgenden Ausführungen sind als Fortsetzung des in dieser Zeitschrift erschienenen Artikels „Physik des Alltags am Beispiel der Energetik des Fahrrads“ /3/ zu verstehen. Eines der wesentlichen Ergebnisse dieses Beitrages bestand darin, daß unter den gegebenen Bedingungen die Rollreibung nur bei niedrigen Geschwindigkeiten einen größeren Einfluß auf die aufzubringende Leistung hat. Bei einer Geschwindigkeit von 13,5 km/h sind Rollreibung und Luftwiderstand gleich groß. Bei höheren Geschwindigkeiten dominiert der Luftwiderstand /vgl. 3; Bild 3/. Beispielsweise hat die Rollreibung bereits bei 30 km/h mit einer Leistung von 29 W nur noch einen Anteil von 17 %an der
Gesamtleistung von 174 W. Es ist daher von großem Interesse, die Einflüsse auf den Luftwiderstand näher zu untersuchen.

Dazu soll im folgenden Abschnitt 2 zunächst die Wirkung des Windes auf den Radfahrer in einigen ausgewählten Situationen betrachtet werden. Anschließend werden in Kapitel 3 Möglichkeiten des Radfahrers angesprochen, den
Luftwiderstand von sich aus zu beeinflussen. In Abschnitt 4 sollen schließlich die Beschränkung der ebenen Fahrbahn fallengelassen und Steigungen
bzw. Gefälle berücksichtigt werden. In dem abschließenden Kapitel 5 sollen Meßergebnisse, die um die Jahrhundertwende erhoben wurden, mit den
unsrigen verglichen und interpretiert werden.

PDF: Untersuchungen_Energetik_Fahrrad