Autofahren (Schweiz): VKU: Verkehrsdynamik

Für die Betriebssicherheit bist du primär als Fahrer selber verantwortlich, auch wenn du mit fremden Autos fährst. Sich nur einfach darauf verlassen, dass das Auto gewartet ist, ist keine Garantie für deine Sicherheit. Gerade im Motorraum solltest du generell ein paar Basics drauf haben. Überprüfe stets in regelmässigen abständen:

Kühlflüssigkeit
Scheibenwischanlage bez. Flüssigkeit
Bremsflüssigkeit
Motoröl
Reifenfülldruck
Servo- bez. Lenkflüssigkeit

Genaue Hinweise findest du in deinem Handbuch nach denen du dich richten kannst. Im realen VKU werdet ihr kurz einen Blick in das Auto werfen. Falls der Kursleiter erfahren ist, wird er euch zeigen können, nach welchen Richtwerten ihr euch orientieren könnt.

Verkehrssicherheit des Fahrzeuges

Wichtig vor jeder Fahrt ist folgende Checkliste:

Sauberkeit der Scheinwerfer, Leuchtengläser und Fensterscheiben.
Eventuell Ladung und deren Sicherung
Einstellung der gesamten Spiegel (Seiten-, Rück- und weitere Spiegel)
Sitzeinstellung möglichst vertikal und nicht horizontal
Blinkanlage
Kraftstoffvorrat (genügend Benzin)
Alle Passagiere
Kinder bis 7 Jahren; Kindersitz und Kinder ab 12 Jahren mit einer Sitzerhöhung, wenn sie klein sind. Diese ermöglicht, dass Sicherheitsgurte und Airbags auch funktionieren.
Kopflehne/stützte müssen den Körpergrössen angepasst werden.
Ladung muss richtig verstaut und gesichert sein. Zulässige Gewichte im Fahrzeugausweis müssen berücksichtigt werden.

Das Angurten versteht sich von alleine. Ich empfehle IMMER angegurtet zu sein. Auch wenn man beim Rückwärtsfahren prinzipiell keine Gurten tragen muss.

Grundlegende Kräfte beim Fahren

Physik im Strassenverkehr

Kraft wird benötigt, um dein Auto überhaupt in Fahrt zu kriegen. Kraft setzt natürlich voraus, dass eine Energiequelle vorhanden ist, um die Kraft überhaupt aufzuwenden. Dein Verbrennungsmotor verbrennt vereinfacht Luft mit Benzin, die daraus resultierende Antriebskraft überträgt sich über das Getriebe auf die Radachsen und schlussendlich durch die Drehung auf das Rad selber. Wenn jetzt die Bodenhaftung genügend ist, entsteht ein Kraftschluss, die Antriebskraft kann sich also in eine nach vorwärts gerichtete Haftkraft übertragen. Dieses Zusammenspiel erzeugt stark vereinfacht die beschleunigte oder konstante Bewegung.

Kraftschluss

Logisch ist doch, dass wenn du weniger Haftkraft mit dem Boden besitzt, durch Nässe oder Schnee verursacht, dein Auto schlechter kontrollierbar ist. Nehmen wir an, es wäre ziemlich kalt und vereist auf der Strasse, dann wird dein Reifen durch die Glätte auf der Fahrbahn eher durchspulen und nicht richtig einen Kraftschluss mit dem Boden herstellen können. Dieses "Durchspulen" deiner Reifen ist gefährlich, gerade wenn du mit schnellen Geschwindigkeiten unterwegs bist, kannst du so nicht mehr optimal abbremsen und gleitest einfach sprichwörtlich dahin auf der Fahrbahn. Daher wurde das ABS (Anti-lock braking system) erfunden, was bei einer Bremsung verhindert, dass die Ränder ganz still stehen und sich nicht mehr drehen. So soll gewährleistet sein, dass auch bei glatten Oberflächenbeschaffenheiten (minimal) einen Kraftschluss stattfindet.

Widerstände

Beim Fahren begegnen dir grundlegende physikalische Widerstände. Hier sind die wichtigsten aufgelistet:

Wer mehr über die Widerstände erfahren will, kann die Links benutzen um mehr über die Physik zu erfahren. Sie sollten aber logisch erscheinen und müssen beim Fahren stets beachtet werden. Das Anfahren in der Steigung erfordert mehr Gas, wie beispielsweise das Anfahren auf einer geraden Ebene.

Anhalteweg

Der Anhalteweg setzt sich aus dem Reaktionsweg und dem Bremsweg zusammen. Man kann dafür eine (grobe) Formel benutzen, um sich ungefähr den Wert auszurechnen. Die Formel berücksichtigt aber nur schwach entsprechende Fahrbahnverhältnisse.

s=v*t (s = Reaktionsweg; v = Geschwindigkeit; t = Reaktionszeit ca. 2 sec.)
s=v^2/2gµ (s = Bremsweg; v = Geschwindigkeit; 2*g = 2 mal die Erdbeschleunigung (9,81 m/s); µ=Reibungskoeffizient)

Der Reibungskoeffizient kann natürlich je nach Fahrbahnbeschaffenheit stark schwanken. Trocken: 0,7–0,8; Nass: 0,55–0,65. Hier findest du einen passenden Rechner: Bremsweg-Rechner

Energie

Jeder bewegte Körper besitzt kinetische Energie, eine Sogenannte Bewegungsenergie, die ein Objekt aufgrund seiner (beschleunigten) Bewegung enthält. Ohne jetzt auf die Ursachen für diese Energie einzugehen, ist es eine physikalische Tatsache, dass sich die Bewegungsenergie quadratisch ansteigt. Dies ergibt sich aus der einfachen Formel aus der Mechanik:

E=m/2*v^2 (E = Energie; m = Masse; v = Geschwindigkeit)

Die Energie ist also abhängig von der Masse und der Geschwindigkeit. Da man die die Hälfte der Masse multipliziert mit dem Quadrat der Geschwindigkeit, sieht man, dass es sich um ein quadratisches Wachstum handelt, was zusätzlich durch die Masse (Konstante) nochmals an Steigung gewinnt. Nehmen wir mal die Differenz zwischen 20km/h und 40km/h:

20km/h	40km/h	Anmerkungen
E=1500kg/2*20^2=300'000J	E=1500kg/2*40^2=1'200'000J	Zwischen 20km/h und 40km/h sind es rund das 4-fache mehr.
80km/h	100km/h	Anmerkungen
E=1500kg/2*80^2=4'800'000J	E=1500kg/2*100^2=7'500'000J	Zwischen 80km/h und 100km/h sind es rund das 1,5-fache mehr.

Die Bewegungsenergie nimmt natürlich gegen oben ab, was durch die quadratische Funktion gegeben ist, trotzdem darf man nicht vergessen, dass unten schnell die Energie zunimmt. Das soll vor allem dieser Vergleich veranschaulichen. Was sich daraus sehr gut ergibt, dass gerade ein Aufprall mit 40km/h im Vergleich zu 20km/h das vierfache an Bewegungsenergie erzeugt, die durch die Karosserie absorbiert (geschluckt) werden muss. Das heisst jetzt, deine Hülle deines Autos muss viermal mehr Energie schlucken können, die beispielsweise bei einem Frontalaufprall gegen eine Wand einen Ausweg (einfachen Fluchtweg)sucht. Dieser Fluchtweg ist natürlich bei Frontalkollisionen mit anderen Autos sowohl in beide Richtungen gegeben und stark abhängig von: a) Den Karosserien und verwendeten Materialien b) Der Grösse und somit der Masse c) Geschwindigkeit unter der eine Kollision stattfindet.

Wichtig ist in diesem Zusammenhang zu wissen, dass die vierfache Energie ja auch die vierfache Kraft erzeugt. Eigentlich sind es ja dann die Kräfte an und für sich, die einen Ausweg suchen bei Kollisionen. Aber weil die Energie logisch betrachtet hier immer zur Kraft führt (logische Implikation/Folgerung) kann man auch sagen, die Energie muss absorbiert werden.

Energie impliziert Kraft impliziert Absorption = Energie impliziert Absorption (verkürzt)

Die Verkehrsbewegungslehre

Wenn man sich im Strassenverkehr bewegt ist Kommunikation gefragt. Das miteinander Bewegen ist dabei eine hohe Kunst. In der Partnerkunde haben wir bereits verschiedene Verkehrsteilnehmer kennengelernt. Darüberhinaus schauen wir in diesem Abschnitt dynamische Bewegungssituationen an, die du noch nicht kennst.

Beispiele:

Kreuzen von Fahrzeugen auf engem Raum.
Vorbeifahren, wenn das vordere Fahrzeug angehalten hat.
Überholen, wenn das vordere Fahrzeug langsamer unterwegs ist.
Überqueren einer Kreuzung im richtigen Moment.
Spurwechsel bei dichtem Verkehr.
Dynamisches Einfahren in die Autobahn.
Richtig hintereinander fahren.
Nebeneinander in der gleichen Richtung fahren.

Um diese Partnermanöver bewältigen zu können musst du ein paar Dinge beachten.

Kommunikation und Verständigung

Es gibt ein paar wichtige Grundsätze und Beispiele zur Verkehrskommunikation:

Grundsatz I: Zeige deine Absicht deutlich! Zeige bereits im Voraus was du im nächsten Augenblick tust.
Grundsatz II: Vermeide Irritationen! Vermeide widersprüchliches Verhalten im Verkehr.
Grundsatz III: Spure richtig und eindeutig ein! Zeige einen Spurwechsel bereits früh genug an und vermeide ein hin und her.
Grundsatz IV: Benutze Handzeichen! Mit Handzeichen kommunizierst und regelst du Situationen.
Grundsatz V: Nimm Blickkontakt mit anderen auf! Benutze stetigen Blickkontakt mit anderen.

Das sind wichtige Grundlagen die du genau so praktizieren solltest. Sie vermeiden Unfälle und tragen zu deiner Sicherheit bei. Eine aktuelle Kampagne des Automobil Clubs der Schweiz hat beispielsweise den letzten Grundsatz als Slogan: Kampagne

Geschwindigkeitsgestaltung

Das man die Geschwindigkeit den Verhältnissen anpasst, sollte ein Stück weit klar sein. Bei starkem Regen oder Schnee fährt man nicht zwingend die gesetzlichen Höchstgeschwindigkeiten. Beachte aber: An deiner praktischen Führerprüfung solltest du, sofern es gutes Wetter ist, als Faustregel +-5km/h an den Tag legen. Fahre auf einer 80-er Strecker nicht 70 oder 65km/h. Wenn es die Verhältnisse zulassen, dann fahre die gesetzliche Höchstgeschwindigkeit!

Fahrspurgestaltung

Vermeide an der Prüfung zu fest auszuholen oder zu eng die Kurve zu schneiden auf deiner Spur. Am besten trainierst du dir für die Prüfung das absolut korrekte halten deiner Spur! Fahre am besten immer genau in der Mitte und schön entlang den Markierungen.

Abstände hinter- und nebeneinander

Die richtigen Abstände zu halten ist ein wichtiger Bestandteil im Strassenverkehr. Es soll niemand bedrängt oder an die Seite gedrückt werden. Das genügend Abstandhalten ist auch deshalb wichtig, weil man nur so eine Voraussicht auf die Strasse bekommt. Ausserdem reduziert ein Sicherheitsabstand auch immer die Konfliktgefahr, weil du dir so mehr Zeit und Raum für mögliche Reaktionen schaffst und erhöht generell die Wahrscheinlichkeit den Anhalteweg ohne Kollision einhalten zu können.

Die Regel besagt im Gesetz: Der Abstand ist hinreichend, wenn das hintere Fahrzeug bei überraschendem (verkehrsbedingt erlaubtem) Bremsen des voranfahrenden Fahrzeugs noch rechtzeitig zu halten vermag.

Problem an dieser Formulierung ist, dass es auf einer reinen Schätzung basiert und es in der Realität nur schwer abschätzbar ist. Zwei Ansätze für dieses Problem werden übrigens hier bereits erklärt: Abstand zum vorderen Fahrzeug

Quellen

Let's drive - Brunner Verlag, 6011 Kriens/Luzern, www.vku-letsdrive.ch
BFU - Physik im Strassenverkehr (PDF)
http://www.slow-n-easy.ch/de/slowdown