Preisrätsel April 2013

Spuren im Schnee

Reifenspuren

Fährt man mit dem Auto bei konstantem Lenkradeinschlag eine volle Runde, so beschreiben die vier Spuren der einzelnen Reifen im allgemeinen verschieden große Kreise. Dabei werden die rechten und linken Vorderräder mit unterschiedlichen Einschlagswinkeln mit dem Lenkrad eingestellt, damit die Rollrichtung jeweils tangential zum eigenen Spurkreis passt.
Gehen wir mal von einem Kleinwagen mit Spurbreite vorn und hinten = 1,5 Meter und Achsabstand = 2,6 Meter (etwa wie beim Golf) aus. Der Lenkrollradius sollte zur Vereinfachung = 0 sein, d.h. der Drehpunkt der Lenkräder geht senkrecht durch die Mitte des Reifens und der Kontakt mit der Fahrbahn sei punktförmig (in der Realität ist es etwa die Größe einer Postkarte).

 Rätselaufgabe: 

a) Wie ist der exakte funktionale Zusammenhang der beiden Einschlagwinkel (implizit reicht)?
b) Welche Winkel (rechts und links) muss man wählen um in einer Linkskurve nur 3 Spuren zu erzeugen (linkes Vorderrad und rechtes Hinterrad auf dem gleichen Spurkreis)?
c) Wie groß ist der Wendekreis des äußeren Reifens mit der Lenkereinstellung von b) ?

Die drei ersten richtigen Antworten gewinnen.
Die Lösung können Sie hier abschicken.
Viel Spaß bei der Beschäftigung mit diesem Rätsel.