Ein bisschen Physic ...

Es gibt 8 Antworten in diesem Thema. Der letzte Beitrag () ist von Mad Andy.

    Ein bisschen Physic ...

    Hi!

    Ich hab ein paar Fragen zum Thema Physik - zum Teil auch RealLife-Erfahrungsfragen-Fragen. Die Fragen Drehen sich um die Steuerung eines Fahrzeuges (Karts).
    Ich fang einfach mal an.

    1. Wie weit (in °) lassen sich die Reifen von einem Kart einlenken? Geraten, geschätzt würde mir auch schon helfen :)
    2. Ich will erstmal auf eine Gangschaltung verzichten, aber gibts überhaupt Karts mit Gangschaltung?
    3. Was für einen Wendekreis haben die Teile ca.? (Damit ich das Outcome damit vergleichen kann)
    4. Wie berechnet man am besten / einfachsten die Geschwindigkeit, so dass es echt wirkt? Parameter die ich hab bzw. bestimmen kann sind Gas in %, Bremsung in %, Reibungs-Koeffizient (negative Beschleunigung), bisherige Geschwindigkeit. Ich hoffe mal bei euch ist zum Teil Physik nicht so lang her, wie bei mir ^^ Edit: Gas und Bremsung muss natürlich irgendwie umgerechnet werden. Da hab ich auch noch nicht wirklich nen Plan :(

    So, das wars erst mal. Wenn mir noch was einfällt, melde ich mich :)

    Und Ja, es handelt sich bei dem Projekt um ein Spiel. Nachdem der eine oder andere angefangen hat (s)ein Game zu entwickeln und da ich regelmäßig von meinem Partner genervt werde, bin ich draufgekommen, dass bei mir auch noch so ein Projekt in der Schublade liegt ;)
    Mehr will ich erstmal nicht verraten :P

    Was zur Geschwindigkeit eines karts:


    Motor [Bearbeiten]
    Der Kart-Motor befindet sich vor der Hinterachse (Mittelmotor), meist leicht versetzt schräg hinter dem Fahrer. Ursprünglich wurden in Karts hauptsächlich Ein-Zylinder-Zweitaktmotoren aus Motorrädern verwendet, entsprechend schreiben auch die meisten Rennserien diese Motoren vor. Insbesondere im Hobbysport kommen aber mittlerweile auch Viertakt-, Wankel- oder Elektromotoren zum Einsatz, darunter Exoten wie Motoren aus Ultraleichtflugzeugen mit über 600 cm³.
    Im Kartsport werden in der Regel Motoren mit 60 – 250 cm³ Hubraum eingesetzt. Deren Leistung reicht von 6 PS (gedrosselt, „Bambini“) bis fast 100 PS bei den Superkarts, die damit Geschwindigkeiten von fast 300 km/h erreichen.
    Eigenbauten erreichen noch höhere Leistungen – das leistungsstärkste bislang bestätigte Kart, das „4-Stroke-Superkart“, hat 235 PS (1000 cm³ R1-Turbo-Motorradmotor auf verlängertem Chassis). Es ist allerdings auf einer normalen Kartstrecke nicht fahrbar.
    [...]
    Straßenkarts [Bearbeiten]




    Kartwagen Obwohl eigentlich für die Rennstrecke entwickelt, gibt es auch Karts mit Straßenzulassung (auch „Streetkarts“). Nach einer Richtlinie der Europäischen Union (2002/24/EG: Typgenehmigung für zweirädrige oder dreirädrige und leichte vierrädrige Kraftfahrzeuge) gelten diese Karts als motorisierte Kleinstfahrzeuge und können demzufolge für den öffentlichen Straßenverkehr zugelassen werden.[2][3] Da Karts ohne weiteres Höchstgeschwindigkeiten über 60 km/h erreichen, dürfen sie entsprechend auch auf Autobahnen fahren. Bei einer Höchstgeschwindigkeit bis 45 km/h können Straßenkarts als Leichtfahrzeug zugelassen werden (Fahrerlaubnis-Klasse S).
    Da Karts aufgrund ihrer geringen Höhe für andere Verkehrsteilnehmer schlecht zu sehen sind und kaum passive Sicherheit gewährleisten, ist diese Regelung umstritten.


    und zum gewicht und der Beschleunigung und der Gangschaltung

    http://www.agenturspezial.com/speed/kart-fahren.html schrieb:


    Superkarts

    0 auf 100 in 3 sec. - Sie selber im Superkart ?
    Ja, das gibt's wirklich! Als derzeit einziger Anbieter in Europa organisieren wir 250cc / 63 PS Superkart Kurse - die Formel 1 Klasse des Kartsports - Top für ultimative Kartfans!

    Sie werden sehen: Der schiere Speed, die Bodenhaftung und totale Wendigkeit von 250er Superkarts ist faszinierend. Grund genug, jede einzelne Kurve auszukosten.

    63 PS reißen das 105 kg leichte Superkart wie eine Kanonenkugel nach vorne. Bereits in 3 sec. haben Sie die 100 km/h Marke überschritten!

    Dank der Verkleidung, deutlich längerem Radstand / breiterer Spur als beim normalen Kart und Flügelwerk ist der Geradeauslauf auch bei 215 km/h Ende der Pannoniaring-Zielgeraden souverän. Nervöses Zick-Zack Fahren gibt's bei Superkarts nicht, es liegt satt auf der Straße. Eine 4-Scheiben Bremsanlage hat mit 105 kg leichtes Spiel. Sie holt Sie in weniger als 10 m von 100 km/h auf Null zurück. Werte, die selbst Formel 1 Piloten beeindrucken. Und auch das Schalten durch die Gänge des sequentiellen 6-Gang Getriebes macht Spaß.



    P.S. Google ist mein Freund und auch deiner!!!

    Hi!

    Dein Kilometer langer Post beantwortet nur eine meiner Fragen - und die auch nur halb:
    Und auch das Schalten durch die Gänge des sequentiellen 6-Gang Getriebes macht Spaß.
    Mich würde nämlich interessieren, wie das bei normalen und kleinen Karts ist ;)


    Ach.. etwas möchte ich euch doch nicht vorenthalten, da das Thema im Sinne von "du schaffst das nie" häufig angeschnitten wird.
    Engine: keine.
    Library: OpenGL + GLUT --> Windows und Linux

    Grundsätzlich nicht schwer, und eine logische Entschedung, da mir von einer Engine sowieso nix abgenommen werden würde. Ob ich jetzt die Camera mit einem Aufruf in der Engine oder mit 4 Aufrufen in GL steuere ist schon relativ egal. Gleiches gilt für Models. Einiges unangenehmes nimmt schon GLUT ab. :) Vertices, Normals und TexCoords werden sowieso aus den Models geladen. Bildchen (Texturen) werden voraussichtlich mit OpenSource Libraries geladen. Als Lizenz denke ich GPL an, sofern mein Partner nix dagegen hat. Bumpmaps und Shader wirds vorerst nicht geben, lässt sich später evntl. erweitern. Mit diesem Back-to-the-Basics-Konzept, gehe ich davon aus, dass wirklich was draus werden könnte :)


    mfG
    Andy

    Mad Andy schrieb:

    4. Wie berechnet man am besten / einfachsten die Geschwindigkeit, so dass es echt wirkt? Parameter die ich hab bzw. bestimmen kann sind Gas in %, Bremsung in %, Reibungs-Koeffizient (negative Beschleunigung), bisherige Geschwindigkeit
    Dazu hab ich dir einige Informationen gelifert. Ich hab dir die zugraft und das Gewicht gegeben. soll ichs auch für dich ausrechnen? Bremsweg hab ich dir auch gegeben.

    Hi!

    Ich sehe in deinem Post ne Höchstgeschwindigkeit und ne Zeit von 0 auf 100 bei Super-Karts. Ist nicht ganz das, wonach ich gefragt hab ... Ich meine den physikalischen / mathematischen Zusammenhang.

    F = a*m | m = const.
    F(fahrt) = F(gas) - F(rollreibung) - F(luftreibung) - F(bremsung) - F(motorverluste)
    a(fahrt) = F(fahrt)/m

    v(neu) = v(alt) + a(fahrt)*t | t=1/"Abtastrate"

    F(wind) = A * p(wind) = A * c(w) * p/2 * v² | p = 1.2kg/m³, c(w) = const., A = const. [Quelle: Wiki]
    Für A aus dem Körper errechnet und c(w) mit z.B. 1 angenommen, lässt sich damit die Windkraft und somit die Windreibung errechnen.

    Die Bremskraft errechnet sich eigentlich anhand einer Gleitreibung und somit abhängig der Temperatur der Bremsen, wird vorerst aber außer Acht gelassen.
    Die Rollreibung bzw. beim Anfahren die Haftreibung, ist Materialabhängig und (hoffentlich) konstant zu betrachten

    Was dann noch bleibt ist F(gas) und F(motorverluste). Weiß einer von euch, wie linear die sind und welche Größenordnungen die haben? F(gas) ist evntl. proportional zu Gas in %. Ich erreiche in der Ersten nicht die Geschwindigkeit (Drehzahl * Übersetzung * Reifenumfang) wie in der Zweiten, also wäre der genaue Zusammenhang schon interessant. Die Motorreibung/-verluste müsste(n) (bei verlustfreiem Getriebe) also direkt von der Drehzahl abhängen.

    Edit:
    Für die oben-stehende Rechnung gilt mein Dank übrigens Lupus.
    Faju meinte zum max. Reifenwinkel ca. 40°.

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    Hm.. ich glaube es ist nicht wirklich das "echte" Modell nachzubauen. Man kann ja nen Motor schrotten, wenn man nicht weiterschaltet und das Pedal immer voll durchdrückt. Genau das ist bei mir grad eines meiner Probleme.
    Ich hab jetzt vorerst einfach eine fette zusätzliche "Reibung" eingebaut, und werde ein Speed-Limit einbauen, damit man nicht übermäßig schnell werden kann. Ziel ist es eine halbwegs vernünftige Anfahr- und Abbremszeit zu haben sowie eine Höchstgeschwindigkeit, die nach endlicher Zeit erreicht wird.

    Das Geschwindigkeitsmodell ist dennoch an den o.g. Formeln angelehnt. Dazu kommt noch
    v² = 2*P*t/m | P = Motorleistung * Gas[%] * Wirkungsgrad, t = 1/"Abtastrate"

    Ich würd mal sagen
    Gas[%] * Übersetzung = Drehzahl
    Wenn Drehzahl zu niedrig: Absaufen
    zu hoch: Heißlaufen (Temperatur [%] ansteigen lassen, wenn 100% -> kaputt)?
    Übersetzung muss von Kart und Gang abhängig sein, Höchstgeschwindigkeit sollte dadurch kommen, dass die Reibungskräfte die Motorkraft irgendwann ausgleichen und somit a=0 m/s² herauskommt.

    Nein, die max. Drehzahl wird einfach begrenzt. Heißlaufen gibts nicht.
    Gänge wirds (vorerst?) auch nicht geben - wenndann Automatik. Das Gamefeeling soll weniger von einem "echten" Rennspiel sein.

    Gas[%] * Übersetzung = Drehzahl isn blödsinn. Das ganze is etwas komplizierter ;)