Seit die Formel 1 aus der Sommerpause zurück ist, gibt es für Motorsportfans wieder eine angemessene Beschäftigung an den Wochenenden: Sich sonntags vor den Fernseher setzen und zwei Stunden lang zuschauen wie Mensch und Maschine versuchen, durch ein ideales Zusammenspiel vor allen anderen im Ziel anzukommen.

Beobachtung:

Dabei fällt vor allem eines auf: Die Rennfahrer nehmen nicht, wie man es erwarten könnte die kürzeste Strecke, um ans Ziel zu kommen, sondern fahren von einem Fahrbahnrand zum anderen. Wenn sie aber schon die Distanz verlängern, die sie zurücklegen müssen, wieso wählen sie dann genau diese Linie und nicht die längste, entlang des äußersten Streckenrandes?

Erklärung:

Hier kommt die Physik ins Spiel. Wir beobachten nun drei Autos, die sich in nur einer Hinsicht unterscheiden: der Fahrlinie.

Auf geraden Streckenabschnitten ist die Beobachtung identischer Autos wenig spannend. Stehen sie alle nebeneinander und müssen alle die gleiche gerade Strecke zurücklegen, werden sie das in der gleichen Zeit schaffen. Daher rücken die Kurvensektoren der Rennstrecke in den Fokus.

Auto A wird den Streckenabschnitt auf dem größtmöglichen Kurvenradius durchfahren, Auto B wird die kürzeste Linie fahren und Auto C die längste.

​Rechenskizze zur Findung der drei Linienführungen. (Quelle: Anika Welter/M94.5)
 

Daraus ergeben sich dann für dieselbe 90-Grad-Kurve auf einer zehn Meter breiten Fahrbahn drei verschiedene Kurvenradien. Für Auto A 114 Meter, für Auto B 80 Meter und für Auto C 90 Meter. Jeder Auto- oder Radfahrer wird es wohl selbst schon erlebt haben: Eine Kurve kann mit einer höheren Geschwindigkeit durchfahren werden, wenn sie weiter ist, also einen großen Radius hat. Die Maximalgeschwindigkeit, die Auto A in dem beobachteten Streckenabschnitt fahren kann, liegt bei knapp 122 Kilometer pro Stunde.  Auto B kann nicht mal 105 km/h erreichen, Auto C immerhin 108 km/h.

​Datenblatt zu den verscheidenen Linienführungen. (Quelle: Anika Welter)

Alle Autos haben zwar den gleichen Streckenabschnitt zurückgelegt, aber dabei hat jedes einen anderen Kurvenradius gewählt und eine andere Distanz zurückgelegt. Die größte Strecke musste tatsächlich das Auto mit dem 'vergrößerten Radius' zurücklegen, trotzdem war es das schnellste. Es gewann gegenüber dem Fahrzeug auf der Linie B 0,64 Sekunden und gegenüber dem Fahrzeug auf der Linie C sogar 0,84 Sekunden. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Ideallinie A zu einer höheren Kurvengeschwindigkeit führt. Dadurch kann später gebremst werden und das Fahrzeug kommt mit höherer Geschwindigkeit auf die nächste Gerade.

Ergebnis:

Hinter der Linienwahl der Formel-1-Fahrer steckt also keine Willkür, sondern angewandte. Physik. Die kürzeste Strecke ist also nur die schnellste, wenn man nicht gerade Kurven fährt

Die Faustregel fürs Gewinnen lautet also: Die Kurve muss so weit wie nur möglich gefahren werden. Außen angefangen, dann nach innen hin zum Scheitelpunkt der Kurve ziehen und schließlich wieder nach außen treiben lassen.

Alle Autos fahren auf der Ideallinie. (Quelle: Anika Welter)

So lässt es sich übrigens nicht nur in der Formel 1 gewinnen, sondern auch beim Go-Kartfahren, im Radsport oder beim Eisschelllauf.

Selbst ein mehrfacher Weltmeister wie Lewis Hamilton kann die Theorie nicht immer in die Praxis umsetzen. Er verfehlt in der folgenden Szene den Scheitelpunkt, verliert dadurch Kurvengeschwindigkeit und wird deshalb anschließend überholt.

Lewis Hamilton auf Abwegen. (Quelle: Anika Welter)