Schwungradspeicher

Schwungräder aus Kohlefaser verstärktem Kunsstoff können sehr schnell drehen. Mit einem derartigen Schwungrad kann man bei Fahrzeugen, die mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet sind, beim Bremsen Energie rekuperieren.

Ein Auto sei mit einem 650 kg schweren Schwungrad ausgerüstet, dessen Achse horizontal ausgerichtet ist und das bei einer Drehzahl von 25'000 U/min 6 kWh Energie speichert.

1. Wie viel Drehimpuls kann das Schwungrad speichern?
2. Wie gross ist das Massenträgheitsmoment des Schwungrades?
3. Die Hafteibungskraft auf das Auto sollte 60% der Gewichtskraft nicht überschreiten. Mit welcher Geschwindigkeit kann das Auto um eine Kurve von 200 m Radius, von 100 m Radius und von 25 m Radius fahren?
4. Wie gross ist das auf das Schwungrad einwirkende Drehmoment in diesen drei Fällen?

Lösung