Titel: | Ueber die zwekmäßigste Richtung der Zugstränge bei dem Fuhrwesen, und über den Vortheil, welchen sie gegen die gewöhnliche Lage derselben gewährt. – Entworfen von Wiegrebe, Ch. Hess. Capitän. |
Fundstelle: | Band 17, Jahrgang 1825, Nr. XLVII., S. 196 |
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XLVII.
Ueber die zwekmäßigste Richtung der Zugstränge
bei dem Fuhrwesen, und über den Vortheil, welchen sie gegen die gewöhnliche Lage
derselben gewährt. – Entworfen von Wiegrebe, Ch. Hess. Capitän.
Mit Abbildungen auf Tab.
I.
Wiegrebe, über die zwekmäßigste Richtung der Zugstränge bei dem
Fuhrwesen.
§ 1. Theorie und Erfahrung, behauptet die allgemeine
Ansicht, bestaͤtigen diejenige Richtung der Zugstraͤnge als die beste,
welche mit dem befahrenen Boden parallel laͤuft. Eine naͤhere
Beurtheilung der eintretenden Umstaͤnde widerspricht diesem und ergibt eine,
auf der Seite des Wagens niedrigere Befestigung, d.h. eine nach vorn aufsteigende
Lage der Straͤnge als vortheilhafter; dann:
§. 2. Man denke sich Fig. 1. unter BE, eine gegen den Horizont, BW, geneigte Ebene mit dem
Boͤschungswinkel, γ. Auf ihr steigt das Rad, h,
k, l, in die Hoͤhe. In dem Mittelpunkte, c, von dessen Achsschenkel ab; ist das Gewicht der gefahrenen Last
vereinigt, und druͤkt mit einer Kraft = L'
lothrecht gegen den Horizont. Es entsteht daraus fuͤr die Bewegung des Rades,
von Seiten der geneigten Ebene, ein Hinderniß = A, und
zu diesen noch von Seiten der Friktion ein zweites = F.
§. 3. VGI, bedeute die Richtung des
Fahrweges, die unter dem Winkel, β, gegen den Horizont austeigt, und von der,
BE, nur eine Anomalie ist. In dieser befinden
sich bei G, die Hinterhufe und ohngefaͤhr bei,
I, die Vorderhufe des Pferdes. Bei, H, sind die Zugstraͤnge an der Brust des Pferdes
befestigt, welche um den Winkel, ψ von der Lothrichtung, HI, abweichend uͤber, P, hinaus in die Last greifen.
§. 4. Aus dem Bestreben des Pferdes, die Brust (H), von den Hinterhufen (G) zu entfernen, geht in
H, eine Kraft, M, nach
der, unter dem Winkel, α, von dem Boden, GI, auf welchem das Pferd steht, aufsteigenden Richtung hervor.
Eine zweite Kraft, Q, steht in demselben Punkte durch das
Gewicht des Vorderkoͤrpers lothrecht nach unten (+ Q), oder auch
durch Belastbarkeit der Vorderbeine entgegengesezt nach oben (– Q.) zu Gebote;
§. 5. Nach den Gesezen des dynamischen Parallelogramms, ergibt sich, aus M und Q, eine
gemeinschaftliche Wirkung = P, welche die Richtung der
Zugstraͤnge besizt, und so die Bewegung des Rades bewirken kann.
§ 6. Geht nun der Zug nach vorn zu divergirend gegen die Richtung des Bodens
(wie in der Zeichnung PH divergirend mit GI), so leuchtet es ein, daß nur ein Theil direkt
auf die Fortbewegung und das Uebrige hebend oder tragend auf das Fuhrwerk wirkt.
Sind dagegen die Zugstraͤnge nach gewoͤhnlicher Art dem Boden parallel
(PH # GL),
so findet diese Zerlegung nicht Statt, alles wirkt geradezu auf das
Fortruͤken des Wagens.
Dieser Voltheil ist aber:
1) nur scheinbar, indem die Zugstraͤnge auf diese Weise, bei gleicher Kraft,
M, im Ganzen genau nur so viel Spannung erhalten
koͤnnen, als bei divergirender Lage, der direkt auf die Fortschreitung
wirkende Krafttheil ausmacht.
2) durch die Eigenthuͤmlichkeiten der divergirenden Lage uͤberwogen,
indem 1stens der zuvor genannte hebende oder tragende Theil des divergirenden Zuges
das Fortschreiten des Wagens indirekt merklich befoͤrdert, und 2tens weil nur
auf diese Weise die ganze Kraft, M, des Pferdes,
unabhaͤngig von dem Gewichte desselben, in Thaͤtigkeit gelangen kann,
was bei der gewoͤhnlichen Lage nicht Statt findet, da hier M, und in gleichem Maaße P,
nur bis dahin steigen kann, wo + Q, als Gegengewicht von
P, voͤllig in Anwendung gelangt ist, und
aufhoͤrt das Vordertheil des Pferdes, noch im Bedarfe zum sichern Stande, auf
dem Boden fest zu halten.
§. 7. Die Mechanik gibt folgende naͤhere Eroͤrterungen
uͤber diesen Gegenstand: Um zuerst uͤber das gegenseitige
Verhaͤltniß der, auf Seiten der Last und der Kraft aufgezaͤhlten,
Elemente allgemein urtheilen zu koͤnnen, bedarf es einer Gleichung zwischen
ihnen. Dazu
A. d.h. die Kraft, welche, ohne Ruͤksicht auf Friction, die Last nach der Richtung, cH, in Gleichgewicht zu sezen vermag) × Sin. ACD = L (die Belastung des Punktes c) × Sin. LCD; daher, weil Winkel ACD = ψ +
γ und Winkel LCD
= γ ist,
Textabbildung Bd. 17, S. 198
2) F, die Friktion, welche sich der Bewegung des Rades
entgegen stellt. Es genuͤgt, an dieser Stelle, nur die Reibung des
Achsschenkels in Betracht zu ziehen, woraus F = dem,
auf, die Unterlage (BE) senkrecht
druͤkenden Gewichte D, multiplizirt mit dem,
fuͤr diesen Fall (angenommen. Eisen auf Bronze) passenden
Reibungs-Koeffizienten, f, mahl
Textabbildung Bd. 17, S. 198
also F = Df
r/R oder, weil D.Sin.DCA = L.Sin.LCA und Winkel DCA = ψ + γ, so wie LCA = ψ, folglich, D = L Sin.ψ/Sin.(ψ + γ)'
Textabbildung Bd. 17, S. 198
3) P, die Kraft, mit welcher ein Pferd in der Richtung
cH zu ziehen vermag, bestimmt sich, wie die
Figur zeigt, nach der Gleichung P Sin. ψ = M Sin. GHQ oder, da
Winkel GHQ = 90° – (α + β)
ist,´
Textabbildung Bd. 17, S. 198
§. 8. Soll nun die Kraft des Zuges mit dem Hindernisse der Last im
Gleichgewichte stehen, so bedingt sich, wie schon fruͤher bemerkt,
A + F = P.
oder durch Substitution der unter 1, 2, 3 gefundenen
Werthe
Textabbildung Bd. 17, S. 198
und also (durch Aufloͤsung von Sin. (ψ + γ) u.s.w.)
Textabbildung Bd. 17, S. 198
§. 9. Zu einem allgemeinen Urtheile uͤber das Verhaͤltniß der
Anstrengung des Pferdes zu dem Gewichte der Last (L),
wird neben der
Beruͤksichtigung von M aber auch noch die vom Q noͤthig; denn beide gemeinschaftlich bilden den
Umfang der betreffenden Kraftaͤußerung. Um daher auch Q mit in die aufgestellte Gleichung einzufuͤhren, ergibt die Figur (1) als
Gleichung zwischen M, Q, Wkl GHQ = 90° – (α + β)
und Winkel HQG = 180° –
ψ.
M Cos. (α + β) = (M. Sin.(α + β). – Q). Tang ψ.
Textabbildung Bd. 17, S. 199
Durch Substitution dieser Cotang.
und Sin. Werthe in die fuͤr L, gefundenen Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 199
§. 10. Die aufgestellte Gleichung zeigt auch ohne Anwendung hoͤherer
Analysis, schon in ihrer vorliegenden Gestalt, daß es fuͤr die Last L, bei veraͤnderlichen M und Q, kein wirkliches Maximum gibt, sondern
daß sie selbst bei gleich bleibenden M, durch
Verminderung von + Q, immer mehr waͤchst, und bei
negativen Wachsen von Q noch uͤber jede
Graͤnze hinaussteigen kann. Da indeß sowohl die Groͤße von –
Q, (Tragkraft der Vorderbeine des Pferdes) als die
von + M, fuͤr die Wirklichkeit in bestimmten
Graͤnzen enthalten ist, so gilt der Schluß: L
kann alsdann fuͤr ein Groͤßtes gehalten werden, wenn man dem + M und – Q die noch zu
bestimmenden annehmbar groͤßten Werthe beilegt.
§. 11. Aus diesem Resultate laͤßt sich ruͤkwaͤrts auf die
noͤthige Beschaffenheit des Winkels ψ schließen, indem man in die
zuvor (§. 9.) gefundene Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 199
neben dem Werthe von α + β zugleich das
groͤßte + M und groͤßte – Q substituirt.
Fuͤr die gedachte Substitution der Zahlwerthe von M, Q,
α und β, wird eine Betrachtung derselben im Einzelnen
noͤthig.
12. α, der Winkel, welchen eine Linie, die man sich aus dem Punkte H, Fig. 1. wo die
Zugstraͤnge befestigt sind, nach dem Stuͤzpunkte der Hinterhufe, G, gezogen denkt, mit dem Boden macht, auf welchen das
Pferd steht, findet sich bei dem Nachmessen an einem Pferde mittlerer Statur im
stillstehenden Zustande = 39° 24'. Beobachtet man ein ziehendes Pferd, so
zeigt sich, daß dasselbe durch Rukwaͤrtsstaͤmmen der Hinter-
und Vorderbeine, jenen Winkel soweit als moͤglich zu vermindern sucht; es
erreicht dadurch einen doppelten Vortheil, naͤmlich:
1, befindet es sich im Stande, durch die daraus hervorgehende Vergroͤßerung
des in Beziehung stehenden Winkels im Gelenke der Kruppe, die Kraft, M, zu verstaͤrken, und
2, nimmt der Winkel α + β ab, was eben so, wie jenes durch die
§. 9. gegebene Formel,
Textabbildung Bd. 17, S. 200
als vortheilhaft bewiesen ist. Jene Verminderung
betraͤgt bei etwas starkem Zuge uhngefaͤhr 4 1/2 Grad; daher α
= 39° 24' – 4 1/2° oder als runde Zahl und
uͤberfluͤßig genau
α = 35°.
§. 13. Fuͤr die Bestimmung des Winkels β, unter welchem ein
vorausgesezter Fahrweg gegen den Horizont ansteigt, ergibt die Erfahrung, daß es auf
Wegen nur hoͤchst selten Stellen von mehr als 15° Boͤschung
gibt; gewoͤhnlich reichen sie nur bis 5, und in boͤsen Faͤllen
auf 10°. Im Humbold's Reifen heißt es, pag. 224, 22 Grad Neigung geben einen Berg, den man im
Wagen nicht mehr herabfahren kann. In Frankreich duͤrfen nach den Gesezen die
Heerstraßen nicht uͤber 4° 46' geneigt seyn. (Im Ch. Hessen und
Preußen 5°). Es mag hier auf den uͤblem Fall von 10°
Ruͤksicht genommen werden, dann ist
β = 10°.
und also, das in den gegebenen Formeln haͤufig
vorkommende α + β = 45°.
§. 14. M, die groͤßte Kraft, mit welcher
ein ziehendes Pferd die Hinterhufe von der Brust zu entfernen vermag, und
– Q, die Kraft, mit welcher ein Pferd noch
uͤber das respective Gewichte seines Koͤrpers hinaus auf den
Vorderbeinen tragen kann.
Die Ausmittelung der Zahlwerthe von beiden (M und Q) hat besondere Schwierigkeit; gluͤklicherweise
wird fuͤr den vorliegenden Zwek nicht die absolute Zahlangabe fuͤr
jedes, sondern nur ihr gegenseitiges Verhaͤltniß gefordert, und dieses
laͤßt sich bestimmen, wenn man annimmt, daß ein Pferd auf horizontalen Boden
(Q ist, wie sich à
priori schließen laͤßt, und sich §. 34, Gl. 2. beweist,
theilweise eine Funktion der Neigung des Bodens) ohngefaͤhr soviel
Tragbarkeit in den Vorderbeinen besizen wird, als in den Hinterbeinen. Zerlegt man
naͤmlich die Kraft M, bei G (Fig.
1.), in eine horizontale und in eine vertikale, so findet sich leztere =
M Sin. (α + β); oder bei α =
35° (§. 13.) und β, wie vorausgesezt. = 0, der Vertikaldruk von
Seiten der Kraft M auf die Hinterhufe = 0,57357 M = 4/7 M, nahe. Mit diesem
gleich groß muͤßte nun, jener Voraussezung gemaͤß, auch – Q = 4/7 M angenommen werden.
Um indeß sicher zu seyn, die sich in der Folge ergebende Verschiedenheit der
Einrichtung und Wirkung der vortheilhaftesten Lage der Zugstraͤnge, gegen die
der gewoͤhnlichen, nicht durch Uͤberschreiten der zulaͤßigen
Große fuͤr – Q herbeigefuͤhrt zu
haben (§. 10.), so mag – Q nur zur
Haͤlfte dieses Werthes, = 2/7 M, angenommen
werden, und folglich seyn
– Q : M = 2 : 7.
Damit jedoch eine ohngefaͤhre Controlle des zuvor
gegebenen Verhaͤltnisses angestellt werden koͤnne, und insbesondere,
weil in der Folge ein zweiter Punkt der Untersuchung auf die Frage nach der
absoluten Groͤße von M fuͤhrt, mag,
wenigstens beilaͤufig, folgende naͤhere Bestimmung desselben Plaz
finden:
Es sind dem Verf. keine Versuche bekannt, welche direkt oder indirekt einen Zahlwerth
fuͤr M ergaͤben; in Ermanglung der
Gelegenheit, sie anstellen zu koͤnnen, mag folgender halb theoretischer Weg
genuͤgen, der in seinem Resultate sicher eben die Genauigkeit
gewaͤhrt, als die Vergleichung mancher uͤber aͤhnliche
Gegenstaͤnde angestellte Versuche zeigt, z.B. Gehler, (physikalisches Lexikon
Art. Kraft), gibt die Staͤrke des horizontalen Zuges eines Pferdes = 175
Pfund, und nach Desagulier, = 200 Pfund an; der
Buͤrger Regnier dagegen (Grimms Physik) will als Mittel 736 Pfund gefunden haben.
§. 16. Die Sprungweite eines Pferdes, oder eigentlicher Fig. 2. die
Horizontal-Linie dn, uͤber welche
sich der Schwer-Punkt desselben bei dem Uebersezen, z.B. uͤber einen
Graben, fortbewegt, sey = w. Um seinem Koͤrper
(dessen Schwer-Punkte) a, eine Geschwindigkeit zu
geben, die ihn, in der Bahn dmn, uͤber den
Raum w hinaus wirft, nimmt das sich zum Sprunge
vorbereitende Pferd die Hinterhufe unter den Koͤrper, naͤhert sie also
dem Schwerpunkte, und gibt lezterem sodann durch Muskelkraft eine zunehmende
Bewegung, in der sich die Beschleunigung, bei genauerer Erwaͤgung der
Umstaͤnde, nahe als gleichfoͤrmig zeigt. Nach jener Vorbereitung mag
sich der Schwerpunkt in a befinden, und zwar auf die
Hinterhufe k (den Stuͤzpunkt) bezogen, in
derjenigen Richtung, nach welcher es die bewegende Muskelkraft anwenden wird
– angenommen unter dem Winkel δ, gegen den Horizont aufsteigend. Der
Schwerpunkt werde mit einer Beschleunigung G, nach der
Richtung ab, getrieben. In der Zeit t wuͤrde er sodann den Raum G.t² = ab durchlaufen, und sich in b befinden, wenn ihn nicht die eigene Schwere um die Hoͤhe g.t² = bd sinken machte (g =
der Beschleunigung des freien Falls).
§. 17. Die Gleichung fuͤr die waͤhrend der
Kraftaͤußerung beschriebene Bahn des Koͤrpers ist diesem gemaͤß
y = G.t² Sin.δ – g.t² .
oder auch, weil x = G.t² Cos δ und y/x wie die Fig. zeigt = Tang
π ist.
Textabbildung Bd. 17, S. 203
offenbar, weil G und δ
sowohl als g, bestaͤndige Groͤßen sind,
eine Gleichung fuͤr die gerade Linie.
Anmerkung.
Eine kleine Voraussezung, die, zu Gunsten der Einfachheit, in Beziehung auf die
Richtung der Kraft, gleich anfangs gemacht wurde, naͤmlich, daß die Richtung
der bewegenden Kraft gleich bleibend nach ab,
statt nach der gegen jene veraͤnderlichen Richtung, kd, wirke, kann fuͤr den zur Untersuchung
gekommenen kurzen Theil der Bewegungsbahn keinen zu bemerkenden Einfluß haben.
§. 18. Der Schwerpunkt des Pferdes geht also divergirend von ab, mit einer langsameren Beschleunigung F, als die zuvor genannte G
ist, in einer geraden Linie ad, fort, so, daß er
sich in dem Punkte d befindet, wenn er, ohne Einwirkung
der Gravitation, in b seyn wuͤrde. Da sich die,
in gleichen Zeiten durchlaufende, Raͤume wie die Beschleunigungen verhalten,
so ergibt sich: ab/ad = G/F.
Ferner geometrisch aus der Figur auch
Textabbildung Bd. 17, S. 203
folglich
Textabbildung Bd. 17, S. 203
Durch Substitution dieser Werthe in die Gleichung §.
17,
Textabbildung Bd. 17, S. 203
und geordnet, erhaͤlt man
G² = F.² + 2 F.g Sin.π + g².
§. 19. Die Geschwindigkeit des Schwerpunktes in d
= c und ad = S gesezt, gibt in Uͤbereinstimmung mit den
Verhaͤltnissen bei dem freien Falle.
Textabbildung Bd. 17, S. 203
Diesen F Werth in die zuvor
fuͤr G² gefundene Gleichung gesezt,
gibt:
Textabbildung Bd. 17, S. 204
§. 20. Da sich die Beschleunigungen (Bewegungsraͤume der ersten Secunde
G und g) wie die auf den
Koͤrper wirkenden Kraͤfte verhalten, so findet, das Gewicht des
Pferdes = P, und die von den Hinterhufen nach dem
Schwerpunkte (von k nach a
und b) wirkende Kraft = N,
gesezt, die Gleichung
Statt
N/P = G/g
darin, fuͤr G, den im
vorigen §. gefundenen Werth substituirt:
Textabbildung Bd. 17, S. 204
§. 21. Wenn nun d derjenige Punkt ist, in welchem
sich der Schwerpunkt befindet sobald die Hinterhufe den Boden verlassen, so
hoͤrt in diesem Punkte die beschleunigende Kraft auf, und der Schwerpunkt
wuͤrde, wenn die Gravitation etc. nicht fortwaͤhrend ihren Einfluß
behielte, mit der Geschwindigkeit c unabgeaͤndert
nach der einmahl angenommenen Richtung (unter den Winkel π) fortgehn. Die
fernere Betrachtung der Bewegung des Schwerpunktes fuͤhrt demnach auf das
ballistische Problem, wo aus der anfaͤnglichen Geschwindigkeit i und dem Erhoͤhungswinkel π auf die
Wurfweite (Sprungweite) w, und wieder zuruͤk,
geschlossen werden soll. Es genuͤgt an dieser Stelle die rein parabolische
Theorie, indem der, in andern Faͤllen sehr betraͤchtliche, Widerstand
der Luft, hier durch unbedeutende Geschwindigkeit (im quadratischen
Verhaͤltniße mit derselben), zu gering wird, als daß er einen merklichen
Einfluß auf die Fehlergraͤnze des Resultats erhielte, welche
hauptsaͤchlich von den sich aus Erfahrung bestimmenden, und dem Ganzen zum
Grunde liegenden, mittleren Werthen fuͤr S, w, P,
abhaͤngt.
Die parabolisch-ballistische Formel gibt bekanntlich
Textabbildung Bd. 17, S. 205
Diesen Werth in die §. 20. fuͤr N
entwikelte Gleichung gesezt,
Textabbildung Bd. 17, S. 205
§. 22. In diese Gleichung sind endlich die fuͤr P, W/S und π gehoͤrigen
Zahlwerthe zu sezen; dazu folgende Aufstellung derselben:
1. P, das Gewicht eines Zugpferdes, laͤßt sich der
Erfahrung gemaͤß als Mittel auf 600 Pfund anschlagen.
P = 600 Pfund.
2. W/S wie die Figur (2.)
seine Bedeutung ausspricht, bestimmt sich mit Zuziehung der Erfahrung
ohngefaͤhr = 5/2.
W/S = 5/2.
Bei der Anwendung desselben wird noch Einiges uͤber den Einfluß des vielleicht
darin enthaltenen Irrthumes Plaz finden.
3. π, der Winkel, unter welchem das Pferd seinen Schwerpunkt
fortstoͤßt. Da man annehmen darf, daß dabei die moͤglichsten zu Gebote
stehenden Vortheile in Anwendung kommen, so muß auch hier der Winkel π so
eingerichtet werden, daß bei angenommenen Werthen fuͤr P und W/S, N durch
π ein Minimum wird.
Die vorherige Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 205
fuͤr diesen Zwek P und W/S als konstant angenommen,
differenzirt, gibt
Textabbildung Bd. 17, S. 205
oder auch durch Umgestaltung zur
Annaͤherungsformel,
Textabbildung Bd. 17, S. 205
Textabbildung Bd. 17, S. 206
Ein Ausdruk in dem offenbar (da Cos. π der Natur
des Gegenstandes gemaͤß, nicht negativ, d.h. π im 3ten oder 4ten
Quadranten liegen kann), von dem ± Zeichen vor
Textabbildung Bd. 17, S. 206
nur das + auf einen moͤglichen Werth fuͤr Sin. π zu fuͤhren im Stande ist, und in
welchem auf gleiche Weise von dem ± vor dem Wurzelzeichen des ganzen
Ausdrukes, hier, wo man keinen π Werth in 3ten oder 4ten Quadranten sucht,
wieder nur das + in Betracht kommt.
Sezt man zur Abkuͤrzung des Ausdrukes, wie bekanntlich zulaͤßig ist, 8
S/w Cos. π = Tang z² (worin z
irgend einen Winkel bedeutet), so verwandelt sich die fuͤr Sin. π gegeben. Gleichung, mit Einfuͤhrung
der zuvor erwaͤhnten Zeichenabkuͤrzung, in:
Textabbildung Bd. 17, S. 206
worin der Winkel z, durch die
Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 206
oder, da (nach §. 22,2) S/w = 2/5 ist, durch
Textabbildung Bd. 17, S. 206
gegeben ist.
Um nun π in Graden zu erfahren, nimmt man bekanntlich in dem Ausdruke
Textabbildung Bd. 17, S. 206
anfangs einen beliebigen Werth (z.B. 0°) fuͤr π an, es ergibt
sich daraus der Winkel z. (= 60° 48') und durch
Substitution desselben in der Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 207
ein Werth fuͤr π (= 34° 57'), welcher der
Wahrheit bedeutend naͤher liegt, als der angenommene, und nun zu einer neuen
Bestimmung von z (= 58° 18') dient, durch welches
ein noch richtigerer Werth fuͤr π (35° 55') aufgefunden wird.
Eine Wiederholung dieser Operation bis dahin, wo der entwikelte π Werth, den
fuͤr die lezte Bestimmung von z gedienten
π, innerhalb der verlangten Genauigkeitsgraͤnze gleich bleibt
(hoͤchstens noch ein Mahl), gibt
π = 36°.
Ein Winkel, fuͤr welchen ein Pferd das zugehoͤrige δ,
(ohngefaͤhr = 59°) vermoͤge seines Baues bewerkstelligen kann,
und der also physisch moͤglich ist.
§. 23. Durch Substitution der im vorigen §. gefundenen Zahlwerthe P = 600 Pfund, W/S = 5/2 und
π = 36° in die §. 21. gegebene Gleichung fuͤr N, gibt
Textabbildung Bd. 17, S. 207
welche Angabe wenigstens nicht zu groß erscheint, sobald man
bedenkt, mit welcher Leichtigkeit sich ein Pferd mit seinem Reuter baͤumt
etc.
Es verdient dabei bemerkt zu werden, daß der Umstand, daß man, statt zu fordern w und S absolut anzugeben,
nur ihr gegenseitiges Verhaͤltniß verlangte, sehr zur Befoͤrderung der
Genauigkeit beitrug. Fragte man nach dem, durch etwa fehlerhafte Annahme jenes
Verhaͤltnisses, entstandenen Irrthum im Resultate, so findet sich:
Fuͤr die Voraussezung S/w = 2/4 wird π zuerst = 36 angenommen, gibt z = 60° 6' folglich π = 34° 53', daher z = 61° 6'' und also π¹ =
34° 48', und ferner N = 1,852 P, oder bei P abermahls 600
Pfund, N¹ = 1099 Pfund. Aus einer Vergleichung
dieses N¹ Werthes mit dem fruͤher gefundenen,
ergibt sich noch N/N¹
= 1,12; es war ferner W/W¹ (bei gleichem S) = 125; daher ziemlich
nahe W/W' = N²/N'² diesem
zufolge wuͤrde also eine neue Annahme von S''/w''
= 2/6, ouhngefaͤhr N = 2,264 P = 1358 Pfund geben.
Da nun w ohne allen Zweifel mehr als das Doppelte,
(Annahme S/W = 2/4) und wohl
noch uͤber das Dreifache (Annahme S/W = 2/6), betraͤgt, so darf man sich
uͤberzeugt halten, bei dem wirklich in Rechnung gebrachten S/W = 2/5, den Werth von N nicht uͤberschaͤzt zu haben.
§. 24. In dem vorigen §. ist die Groͤße der Kraft bestimmt, mit
welcher ein Pferd von den Hinterhufen gegen den Schwerpunkt zu wirken vermag. Ist
GI, Fig. 3. eine unter den
Winkel β, gegen den Horizont GO, geneigte
Ebene, auf welcher dasselbe in ziehender Stellung so steht, daß sich in G die Hinterhufe befindet, und in β der
Schwerpunkt anzunehmen ist; bedeutet ferner AC
eine mit dem Boden # laufende, GA eine auf diese
senkrecht gerichtete Linie, so ergibt sich, daß ein Theil der Kraft N auf die Stuͤzung des eigenen Gewichts verwendet
wird, und daß, wenn man dieses = D sezt, das eigentlich
disponible N, angenommen = N¹, nur noch N – D bleibt.
Die Auffindung der Groͤße D' ist leicht,
naͤmlich P, (das vollstaͤndige und
senkrecht auf GO wirkende Gewicht des Pferdes),
laͤßt sich in zwei andere zerlegen; in D, gegen
G, und in K, senkrecht
auf den Boden gerichtet, d.h., so, daß es rein durch die 4 Beine getragen wird. (Die
dabei naͤher zu erwaͤgende Stellung der Beine, wuͤrde auf
unnoͤthige Subtilitaͤten fuͤhren.) In Beziehung auf die Winkel
ist alsdann:
GDP = GBK = 90° – ABG
DPB = PBK = β.
DBP = 90° – (ABG + PBK) =
90° – ABG + β).
Aus der Figur zeigt sich ferner
P´ Sin. BPD = D
Sin. GDP, und
P. Sin. DBP = K Sin. GDP, folglich
Textabbildung Bd. 17, S. 209
Durch Ausmessungen an einem Pferde, in ziehender Stellung findet sich als Mittel a = 15 und d = 16
(Viertel-Fuß), daher Tang
ABG = 16/15 oder ABG = 46° 51' folglich:
N = N.
– D = 2,067 P
– P Sin.β/Cos.
46°51'
oder, wenn β nach §. 13, auch hier = 10°
gesezt wird etc.
N' = (2,0670 – 0,2539) P = 1,8131 P = 1088
Pfund.
§. 25. Aus N' findet sich nun leicht das Maximum
der von den Hinterhufen gegen die Brust gerichteten disponiblen Muskelkraft des
Pferdes, indem sich das von G ausgehende N' in eine nach der Linie d
aufsteigende, und folglich nur zum Tragen des Pferdes wirksame, Kraft, und in eine
andere M zerlegen laͤßt, welche nach §.
12. unter dem Winkel α vom Boden aufsteigend, nach der Brust (H), dem Stuͤzpunkte des Zuges gerichtet ist,
wobei sich aus der Fig. zeigt.
M. Cos. α = N Cos. BGI.
oder, weil α nach §. 12 = 35° und Winkel BGI. = Winkel ABG nach §. 24 = 46° 51' ist.
Textabbildung Bd. 17, S. 209
ohne Ruͤksichtnahme auf die
Verminderung welche durch Ermuͤdung entsteht
Auf ebenen Boden, d.h., bei β = o, wuͤrde
dagegen M = 1035 Pfund gefunden, von denen also auf
einer um 10° ansteigenden Ebene 127 Pfund zu der Stuͤzung der eigenen
Koͤrperlast verloren gehen.
Anmerkung
Vergleicht man den nunmehr fuͤr M gefundenen
Zahlwerth mit dem §. 14. aufgestellten Verhaͤltniß von – Q : M = 2 : 7; so zeigt sich
auch auf diesem Wege, daß lezterem so wenig bei β = 0° (M =
1035 Pfund, und folglich – Q = 296) als bei
β = 10° (M = 908 Pfund, und folglich
– Q = 259 Pfund), eine Wahrscheinlichkeit der
Uebertreibung des – Q Werthes entgegen steht.
§. 26. Nach den erreichten Zahlbestimmungen von α = 35°
(§. 12.), β = 10° (§. 13.) und – Q : M – 2 : 7.)
(§. 14.), laͤßt sich endlich der §. 11. nach der Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 210
gesuchte Winkel ψ bestimmen, naͤmlich
ψ = 35° 28'
die kraͤftigste Einwirkung des Pferdes auf die Bewegung des Fuhrwerks tritt
also bei dem Stande an einer um 10° geneigten Anhoͤhe ein, wenn die
Richtung der Zugstraͤnge um 34° 28' d.h. auf ebenen Boden um
45° 28' von der Lothrichtung abweicht, oder sich uͤberhaupt (auf
ebenen wie auf geneigten Boden) um 90°– β – ψ =
44° 32', von der Befestigung am Pferde abwaͤrts, unter die
gewoͤhnliche, mit dem Boden parallel laufende, Richtung, und also noch um GHO – ψ, (Fig. 1.) = 90 –
(α + β) – ψ = 9° 32' unter der Richtung von der
Brust nach den Hinterhufen (HG) senkt.
Anmerkung.
Die Zuverlaͤßigkeit dieses Hauptresultates der Untersuchung haͤngt
offenbar nur davon ab, ob das Verhaͤltniß von – Q : M durch 2 : 7 §. 14.) richtig
angenommen wurde, indem der Natur ihrer Bedeutung nach, so wenig fuͤr
α, als fuͤr β (die Groͤße, welche den Zustand anzeigt,
fuͤr welchen bestimmt wird) ein Fehler in dem substituirten Zahlwerthe
anzunehmen ist. Das in Zweifel gestellte Verhaͤltniß (– Q : M) wurde aber bereits so
angenommen (§. 14.) daß die, fuͤr die Zugstraͤnge entwikelte,
vortheilhafteste Neigung wohl eine Verstaͤrkung aber keine Verminderung
erleiden darf. Uebrigens zeigt sich, daß selbst ein in jenem Verhaͤltniß
begangener merklicher Fehler, nur unbetraͤchtlichen Einfluß auf die
Groͤße von ψ besizen wuͤrde; den bei der Annahme von
– Q : M
= 0 : 7
und also (wenn M nach Q§. 25 = 1035 Pf. gesetzt wird)
= o wird ψ
= 45°
u. folglich, die Neigung unter die parall.
Lage mit dem Boden
= 35°
= 1 : 7
= 148 Pf.
= 39° 45'
= 40° 15'
= 2 : 7
= 296 Pf.
= 35° 28'
= 44° 32'
= 4 : 7
= 591 Pf.
= 28° 57'
= 51° 3'
= 7 : 7
= 1035 Pf.
= 22° 30'
= 57° 38'
d h. innerhalb den Graͤnzen, in welchen man
uͤber die Annahme von – Q : M, noch zweifelhaft seyn koͤnnte (von = 1 : 7 bis
4 : 7) weicht das daraus hervorgehende Resultat des Neigungs-Winkels der
Zugstraͤnge nur so von dem hier gegebenen (ψ = 35° 28') ab, daß
leztere vielleicht noch um 6 1/2 Grad steiler gelegt werden duͤrfen, aber an
dieser Stelle, aller Wahrscheinlichkeit nach, gar nicht, oder im aͤußersten
Falle doch nur um 4 1/2 Grad, zu steil angegeben
sind.
27. Nachdem nunmehr die vortheilhafteste Groͤße des Winkels ψ bestimmt
ist, dringt sich die Frage nach dem Verhaͤltnisse der Last auf, welche ein
Pferd bei der projectirten Einrichtung, gegen jene der gewoͤhnlichen, ziehen
kann. Die Beantwortung derselben, ist in der §. 8. abgeleiteten Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 211
enthalten, die natuͤrlich auch fuͤr die
gewoͤhnliche Lage der Zugstraͤnge (parallel mit dem Boden) ihre
Richtigkeit behaͤlt, sobald die von jenem Zustande abhaͤngigen
Groͤßen ψ und M die noͤthige
Beruͤksichtigung ihrer nun entsprechenden Zahlwerthe erhalten.
Bei einer andern und namentlich fuͤr die herkoͤmmliche Lage der
Straͤnge bezeichne
l
die
Bedeutung
von
L,
m
–
–
–
M,
ψ
–
–
–
ψ;
so ist
Textabbildung Bd. 17, S. 212
Ein Ausdruk, in welchem der Zaͤhler das Maximum der durch ein Pferd ziehbaren
Last bei der projektirten, so wieder Nenner eben dasselbe bei der
gewoͤhnlichen parallelen, Lage der Zugstraͤnge ausdruͤkt, und
der nicht gehoben werden darf, wenn diese Eigenschaft absolut und nicht bloß relativ
bleiben soll.
§. 28. Um den fuͤr L/l aufgestellten Formelwerth in Zahlen zu erhalten, bedarf es einer
Zahlausmittelung fuͤr die darin vorkommenden einzelnen Groͤßen.
M = 908 Pfund (§. 25.), α = 35°
(§. 12.), β = 10°, (§. 13.) und ψ = 35°
28' (§. 26.) haben bereits fruͤher ihre Bestimmung erhalten; der
Bedarf weiterer Aufsuchung, erstrekt sich daher nur noch auf die Zahlwerthe
fuͤr f r/R, γ,
ψ und m; dazu
§. 29. f, der Reibungs-Koefficient
fuͤr drehende Bewegung von Eisen auf Kupfer mit Theer geschmiert,
betraͤgt angestellten Versuchen zufolge = 1/8 = 0,125.
§. 30. r/R das
Verhaͤltniß zwischen dem Halbmesser des Achsschenkels und des Rades, ist, als
Mittelwerth fuͤr die Vorder- und Hinterraͤder, in der Ch. Hess.
Artillerie auf 1/20 = 0,05 zu sezen.
§. 31. γ, der Winkel, unter welchem das Rad gegen den Horizont
ansteigen soll. Außer der Boͤschung des Weges (= β = 10°,
§. 13.) sind es noch verschiedene andere Hindernisse z.B. kleine Steine,
Bruͤkenabsaͤze etc. welche die Groͤße des zu ersteigenden
Winkels bestimmen. Da es die extremsten Faͤlle sind, welche die annehmbar
groͤßte Last bestimmen, so bedarf es der dahin einschlagenden
Beruͤksichtigung.
Es sey R, Fig. 4. der Halbmesser des
Rades, h, die Hoͤhe des zu uͤbersteigenden Hindernisses
und φ der Winkel, um welchen sich die Steilheit des Weges durch Anstoß
vermehrt, dann ist
Cos. φ = (R – h)/R
Hierin die mittleren Zahlwerthe: R
= 2 1/2 Fuß, und h = 1 1/2 Dec. Zoll = 0,15 Fuß gesezt,
gibt
Cos. φ = 2,35/2,5 = 0,94;
folglich φ = 19° 57'
diesen fuͤr φ gefundenen Werth zu dem bereits
auf 10° gesezten Neigungswinkel (β) des Berges addirt, gebe den
extremsten Fall der Steilheit im Steigen des Rades = Winkel afd = 30° (nahe).
Indeß darf dieser Werth nicht fuͤr γ in Rechnung gebracht werden, indem
derselbe nur fuͤr den ersten Augenblik des Anstoßes richtig ist, in welchem
die, der zu hebenden Last schon mitgetheilte, Bewegung noch vortheilhaft einwirkt.
Die Bestimmung des wahren γ fordert in dieser Ruͤksicht noch folgende
Entwikelung.
§. 32. Der Punkt a, (Fig. 4.) laͤßt sich
als das Centrum einer Kreisbewegung ansehen, welche der Mittelpunkt des Rades, b, nach der Richtung des Bogens, bn, macht.
Anmerkung.
Eigentlich ist freilich nicht b der Schwingungspunkt, auf
welchen es hier ankommt; indeß sind die Ursachen den wahren Punkt aufzusuchen zu
unbedeutend, als daß die erwaͤhnte Abkuͤrzung nicht ein voͤllig
genuͤgendes Resultat erwarten ließe.
Aus der Mechanik ist bekannt, daß Massen, die in Bogen (von n nach i, nach b,)
fallen, eben die Endgeschwindigkeit bekommen, als waͤren sie von der
Vertikalhoͤhe dieses Bogens (np, nq) gefallen, und daß ruͤkwaͤrts
eine Geschwindigkeit v, nach bv, welche der Fallhoͤhe pq entspricht, die bewegte Masse auch bis zu der
Vertikalhoͤhe, pq = x, d.h. von b nach i, hebt. Die Hoͤhe, um welche die Last sodann durch ferneres Zuthun
noch steigen muß, um das getroffene Hinderniß uͤberwunden zu haben = pn = s genannt,
gibt
s = an – aq – qp.
Ist aber der Punkt b nach i
fortgeruͤkt, so zeigt die alsdann in a, zu
konstituirende Tangente des Rades nur noch eine, als das wahre γ = Winkel ian, anzunehmende Neigung gegen den Horizont,
von
Cos. γ = (R –
s)/R = (aq + qp)/R.
In diesem Ausdruke ist offenbar, weil Winkel baq =
Winkel afd = 30° ist, (wie zuvor §.
31. abgeleitet wurde)
Cos. γ = (R Cos. 30° + qp)/R.
Fuͤr die Bestimmung von pq ergibt sich, wenn
die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Fuhrwerk nach der Richtung des Weges, also
nach bc bewegt = c
gesezt wird, zuerst v (Fig. 4.) = c Cos. vbc = c Cos. φ = c Cos.
20° (§. 31.), und ferner, weil v der
Endgeschwindigkeit einer Fallhoͤhe von pq
entsprechen soll, nach den Gesezen vom freien Falle
pq = v²/4 g. = c² Cos.²20°/4 g.,
worin g abermals die
Beschleunigung in der ersten Secunde bedeutet.
Anmerkung.
Da sich diesem zufolge x, oder die moͤgliche
Hoͤhe, uͤber welche die Last durch die ihr bereits ertheilte
Geschwindigkeit, hinweg gehoben wird, wie das Quadrat dieser Geschwindigkeit (c²) verhaͤlt, so erklaͤrt sich
zugleich, warum an Bergen sich die Pferde bestreben vorzugsweise schnell zu
fahren.
Fuͤhrt man auch diesen fuͤr pq
gefundenen Werth in die zuvor fuͤr Cos. γ
aufgestellte Gleichung ein, so ergibt sich
Cos. γ = Cos.
30° + c² Cos.²20°/4 g.R.
Sezt man hierin, wie fruͤher gesagt, R = 2,5 Fuß,
g = 15 Fuß, und c, als
Mittelangabe der Erfahrung = 3 F. so findet sich
Cos. γ = 0,91902 oder γ = 24°
21'.
§. 33. Ψ der Winkel, unter welchem die Zugstraͤnge
herkoͤmmlich gegen die Lothrichtung (gegen HI, Fig. 1.)
stoßen. Wenn in diesem Falle PH # VI (§. 1.) und < IVW = β =
10° ist (§. 13.) so wird natuͤrlich
< PHI, oder Ψ = < VIO = 90° –
β = 80°.
§. 34. M, das moͤgliche Maximum der
thaͤtigen Kraft des Pferdes von den Hinterhufen nach der Brust, bei
gewoͤhnlicher Lage der Zugstraͤnge.
Eine fruͤhere Gleichung (§. 11.) gab.
Textabbildung Bd. 17, S. 215
daher in Gemaͤßheit von §. 27. statt M und ψ, m und
Ψ gesezt.
Textabbildung Bd. 17, S. 215
worin Q, das an der Brust des
Pferdes senkrecht gegen den Horizont druͤkende Gewicht des Pferdes bedeutet,
und als solches abermals eine Funktion des befahrenen Bodens ist, naͤmlich:
es sey Fig. 3.
alles von der §. 24. beschriebenen Bedeutung und ferner, H, die Brust des Pferdes, die mit dem Gewichte = Q, lothrecht gegen den Horizont GO, wirkt etc. so ist nach den Lehren der Statik:
GF × P =
GO × Q,
oder, weil GF = a Cos.
β – d Sin. β und GO = GH
Cos. (α + β)
Textabbildung Bd. 17, S. 215
durch Substitution dieses Q
Werthes in die zuvor fuͤr m gegebene
Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 215
oder bei # Lage der Zugstraͤnge mit dem Boden, wo
ψ = 90° – β wird.
Textabbildung Bd. 17, S. 215
Den fruͤheren Bestimmungen gemaͤß α =
35° (§. 12.); a = 15 d = 16 (§. 24.) und nach eben dem
Verhaͤltniße b = 5 1/2 gesezt, gibt fuͤr
die Lage der Straͤnge # mit dem Boͤden
Textabbildung Bd. 17, S. 216
und also ferner fuͤr β = 10° (§.
13.) und, P = 600 Pfund (§. 22.)
6) m = 1,1637 P = 693,2 Pfund,
wobei uͤbrigens noch darauf Ruͤksicht zu nehmen
ist, daß ein Theil von Q, zur Bewahrung des sicheren
Standes, nicht mit in Anwendung kommen kann, und daß sich m, genau in demselben
Verhaͤltnisse, mit vermindern muß.
§. 35. Die Gleichungen des vorigen Paragraphen gestattet mehrere Folgerungen,
naͤmlich: 1) ergibt sich die Wahrheit der §. 5 sub 2,2, aufgestellten Behauptung, nach welcher bei gewoͤhnlicher
Lage der Zugstraͤnge die Kraft, M, und daher
zugleich die Ziehkraft des Pferdes, nicht mehr von dem Umfange der Muskelkraft
abhaͤngt, sondern fast lediglich eine Funktion seiner Schwere wird; denn M mag fuͤr sich noch so groß seyn, das von ihm in
Wirksamkeit gelangende Theil m kann nur bis zu dem
Werthe von
Textabbildung Bd. 17, S. 216
gelangen, welcher Ausdruk aus lauter Groͤßen
zusammengesezt ist, die von der Kraft und Geschiklichkeit des Pferdes
unabhaͤngig sind. Es dringt sich dabei die Frage als wichtig auf, wie groß
Ψ, als Maximum zulaͤßig ist, wenn dem Pferde noch die freie Anwendung
der ganzen Kraft, M, moͤglich bleiben soll; oder,
was dasselbe sagt, welchen Werth erhaͤlt in der Gleichung 3, Ψ, wenn
m = M werden soll. In
der Gleichung 2, fuͤr m, M gesezt, findet
sich
Textabbildung Bd. 17, S. 216
die im lezten §. vor der Gleichung 5
aufgefuͤhrten Zahlwerthe und ferner, M = 908
Pfund (§. 25.) substituirt, gibt
Ψ = 75° 40'
welches eine Richtung der Zugstraͤnge anzeigt, die um
(90° – β) – Ψ = 4° 20' unter jene # mit
dem Boden faͤllt.
Auf horizontalem Wege (bei β = o und folglich, M = 1035 Pfund gesezt (§. 35.) ergibt sich indeß durch
dieselbe Gleichung (3.)
Ψ = 79° 40'
oder die Bedingung, daß die Straͤnge um 90°
– β – Ψ = 10° 20' unter die parallele Lage mit
dem Boden fallen muͤssen.
Da nun haͤufig Faͤlle vorkommen, wo das Pferd auf horizontalen Boden
steht, aber dennoch durch die Stellung des Fuhrwerks zu der Aufbietung aller
Kraͤfte genoͤthigt wird, so darf man schließen, daß die
Zugstraͤnge nicht weniger als 10° 20' unter d. # Lage, mit dem Boden
geneigt seyn duͤrfen, wenn es dem Pferde unbenommen seyn soll, die ganzen zu
Gebothe stehende Kraͤfte, M, auf horizontalen wie
auf steigenden Boden anwenden zu koͤnnen.
2. bestaͤtigt es sich, daß m abnimmt, je steiler
der befahrene Weg (je groͤßer β) wird; denn
bei β
= 0,
findet
sich
aus d.
zulezt
abgel.
Gl. m
= 675,6
Pf.
–
= 10°,
–
–
–
–
–
–
= 698,2
–
–
= 20°,
–
–
–
–
–
–
= 590,5
–
–
= 30°,
–
–
–
–
–
–
= 427,4
–
–
= 43° 9',
–
–
–
–
–
–
= 0
3. ergibt sich aus dem so eben fuͤr β = 0 gefundenen m Werthe = 765,6 Pfund eine guͤnstige Folgerung
fuͤr die angewendete Ableitungs-Methode uͤberhaupt; denn, wenn
β = 0 und folglich Fig. 1, ψ =
90° ist, so findet sich die Kraft des horizontalen Zuges PH (Fig. 1.) = m. Cos. α oder bei m
= 765,6 Pfund, und α = 35°, = 627 Pfund, was, mit den in §. 15.
angebenen, aus Versuchen bekannten Groͤßen verglichen, der Wahrheit so weit
zu entsprechen scheint, als es Abweichungen in der Schwere und Gestalt der Pferde
(je schwerer und dabei im Allgemeinen je niedriger und gestrekter, desto besser)
gestatten, sie aufzufinden.
§. 36. Die nunmehr gefundenen Zahlwerthe fuͤr = 1/8 (§. 29.) r/R = 1/20 (§. 30.);
γ = 24° 21' (§. 32.) Ψ = 80° (§. 33.) und
m = 698 Pfund (§. 34.), so wie jene im
§. 25. genannten (M = 908 Pfund α =
35°, β 10° und Ψ = 35° 28' nach der Bestimmung
von §. 27 und 28. substituirt, gibt
Textabbildung Bd. 17, S. 218
oder L : l
= 2300, : 1160,3 = 1,982
d.h. das Aeußerste und so auch das Gewoͤhnliche, was
ein Pferd bei der projektirten Lage der Zugstraͤnge (incl. des Gewichtes vom Wagen) ziehen kann, ist sehr nahe doppelt so groß,
als das der Belastung nach gewoͤhnlicher Art.
§. 37. Die Zuverlaͤßigkeit dieses aufgestellten Verhaͤltnisses
ist von zwei Haupttheilen abhaͤngig, 1) von den Werthen fuͤr M und m, und 2) von den aus
α, γ, f etc. zusammengesezten Faktoren.
Angenommen, daß in den Zahlwerthen von α, β, γ, f und r/R (von ψ und Ψ kann an dieser Stelle nicht
die Rede seyn, indem es sich nur um die Richtigkeit der Antwort handelt, zu der sie den fraglichen Fall bezeichnen), merkliche
Fehler begangen waͤren (was ihrer Natur nach, außer allenfalls bei γ,
nicht denkbar ist), so kann dieses auf das Verhaͤltniß L : l dennoch nur sehr geringen Einfluß haben;
indem sie saͤmmtlich in Zaͤhler und Nenner gleichmaͤßig
vorkommen, und folglich beide in gleichem Sinne aͤndern. Es kommt daher nur
noch auf das richtige Verhaͤltniß von M zu m an; ihre Bestimmung geschah voͤllig von
einander unabhaͤngig, und schon deßwegen hat die Richtigkeit ihres
Verhaͤltnisses etwas Unsicheres. Aber auch angenommen, ein Pferd
koͤnnte, der Eroͤrterung von §.(35,1.) zuwider, schon bei der
herkoͤmmlichen Lage der Zugstraͤnge, die ganze, von den Hinterhufen
nach der Brust zu Gebothe stehende, Kraft in Thaͤtigkeit sezen (m = M), so ergibt die vorige Gleichung sogar noch bei
diesem alleraͤußersten Minimum
L : l = 2,533 : 1,662 =
1,524,
d.h. auch unter dieser Bedingung ziehen 2 Pferde bei der projektirten Anspannung noch mehr als 3 bei der gewoͤhnlichen.
§. 38. Aus der §. 36. angewendeten Gleichung findet sich, neben dem
gegenseitigen Verhaͤltniß der Maͤßigen Befrachtung, bei der einen und
anderen Anspannungsweise zugleich die eigene Groͤße von jeder, was zwar kein
direktes Interesse fuͤr die vorliegende Untersuchung gewaͤhrt, aber
doch, durch Vergleichung mit der Erfahrung, die Richtigkeit der Entwiklungsformeln
versichert. In Gemaͤßheit von §. 27. gibt die Gleichung von §.
36.
L = 2299 Pfund, und l = 1160
Pfund,
wenn aber L, nach Maßgabe der
Abnahme von M durch Ermuͤdung, und ferner e, 1) aus gleicher Ursache vermindert angenommen werden
muß, und 2) hauptsaͤchlich deßwegen, weil es (§. 34.) mit Q in gleichem Verhaͤltniße steht, von dem ein
Theil seiner Groͤße zur Bewahrung des sicheren Standes etc. entzogen wird.
Schlaͤgt man diese Verminderung fuͤr M,
und eben so fuͤr. m, wie es ohngefaͤhr
seyn mag, auf 1/4 an, so findet sich:
L = 1725 Pfund, und l = 870
Pfund
(mit Inbegriff des respective Gewichts vom Wagen und auf einem
um 10° steigenden Wege etc. §. 31 und 32.), welcher Werth fuͤr
l, soweit mit Erfahrung uͤbereinstimmt, als
die außerordentliche Verschiedenheit von den, in der Anwendung eintretenden
Faͤllen, einen Mittelwerth dafuͤr anzugeben gestattet. Ein Fuhrmann
ladet wohl 60 Ctr. fuͤr 4 Pferde (gewoͤhnlich 40 bis 45 Ctr.), wobei
aber gute Wege, ausgesucht starke und schwere Pferde etc. Bedingnisse sind, und
ferner an jedem merklichen Bergs Vorspann genommen werden muß. Dagegen rechnet man
auf eine sechspfuͤndige Kanone, welche nebst Proze etc. also das Fuhrwerk
eingeschlossen, ohngefaͤhr 30 Ctner wiegt, fuͤr die zu ihrem Zweke
noͤthige Beweglichkeit 6, und nur auf den Nothfall
4 Pferde.
§. 39. Das Resultat der bisherigen Untersuchung war nun folgendes:
1) wurde bewiesen, daß die vortheilhafteste Lage der Zugstraͤnge um 44°
32' unter die parallele Richtung mit dem Boden, oder noch um 9° 32' unter die
Richtung von der Brust nach den Hinterhufen fallen, (§. 26.) und daß in dieser Angabe, die
Steilheit der Straͤnge vielleicht noch um 6 1/2 Grad verstaͤrkt werden
darf, aber im aller aͤußerst denkbaren Falle (– Q : M = 1 : 7, §. 26.) doch
hoͤchstens nur eine Verminderung von 4 1/4 Grad fordert. 2) ergab sich
§. 36. daß auf diese Weise ein Pferd 1,98 Mahl (unter
Beruͤksichtigung, daß alle bestimmenden Werthe, z.B. §. 14. –
Q/M = 2/7; §. 22.
S/w etc. zur Entfernung
jeder moͤglichen Selbsttaͤuschung durchaus so unter dem
wahrscheinlichen Mittel gehalten wurden, daß sie die Groͤße von L nur zu klein geben konnten, sicher mehr als doppelt)
so viel ziehen kann, als auf die gewoͤhnliche Art; in welcher Bestimmung
wenigstens auf keinen Fall bis auf den Werth von 1,524 statt 1,98 (2 Pferde bei der
projektirten Lage = mehr als 3 bei der herkoͤmmlichen) gefehlt werden konnte.
(§. 37.)
3) endlich bestimmte sich noch beilaͤufig das Maximum der Belastung (incl. des
resp. Gewichts vom Fuhrwerke) fuͤr ein mittleres Pferd, und an einem
Chaussee-Abhange von 10° Steilheit, wo die ganze Last noch gegen 1 1/2
Zoll hohe Unebenheit (Steine etc.) stoßen kann, fuͤr die projektirte Lage der
Straͤnge auf 1725 Pfund bis 2299 Pfund, fuͤr die herkoͤmmliche
Lage derselben auf 870 Pfund bis 1160 Pfund.
––––––––––
§. 40. Bei der Ableitung der im vorigen §. aufgestellten Geseze, wurde
ein fester Boden als Weg vorausgesezt, und folglich sind sie bis jezt auch nur
fuͤr diese Annahme bewiesen; aber sie behalten auch fuͤr lokeren
Boden, im Ganzen genommen, ihre Richtigkeit. Es treten hier 2
Hauptruͤksichten ein:
1stens, Befoͤrderung der Bewegung des Fuhrwerks.
2tens, moͤglichste Erleichterung in dem Fortkommen des Pferdes selbst.
Was den ersten dieser beiden Punkte betrifft, so laͤßt sich schließen: die
Sohle der Raͤder geht hier, wie bei festem Boden, auf einer Grundlage fort
– dafuͤr sind also die fruͤheren Regeln bewiesen. Ueberdem
druͤkt aber noch eine nachgiebige Masse gegen die Vorderflaͤche der
Raͤder – hiefuͤr muß es vortheilhaft seyn, die
Zugstraͤnge moͤglichst steil zu legen; denn auf diese Weise wird die
druͤkende Last erleichtert, und folglich das Einsinken vermindert.
In Betreff des zweiten Punktes ist es klar, daß die Belastung der Hinterbeine, das
auf ihnen ruhende Koͤrpertheil ungerechnet, lediglich von dem Maaße der
Kraft, M, abhaͤngt, daß ferner die Neigung der
Zugstraͤnge, uͤberhaupt nur auf die Vorderbeine einen herabdruͤkenden Einfluß besizen kann, und diesen
ausuͤbt, wenn sie sich unter die Richtung von der Brust nach den Hinterhufen
senkt, so wie sie im entgegengesezten Falle (wenn sie, wie z. E. bei der
gewoͤhnlichen Lage uͤber die Hinterhufe weggeht) erleichternd auf das
Vordertheil wirkt. Wenn nun ferner, wie die Schlußgleichung von §. 8. zeigt,
M, fuͤr eine gleiche Last, L, um so kleiner seyn darf, je steiler die Richtung der
Straͤnge herabgeht (je groͤßer Cot'g
ψ ist) so folgt daraus, daß bei der vorgeschlagenen Lage der
Zugstraͤnge, die Hinterbeine des Pferdes weniger, die Vorderbeine aber mehr
belastet sind, als gewoͤhnlich. Diese Belastung des Vordertheils, steigt aber
nur bis zu dem Maaße, mit welchem auch die Hinterhufe nieder gedruͤkt werden
(§. 14.). Sollte nun auch das Vordertheil der Erleichterung noch so sehr
beduͤrfen (NB. auf Unkosten des Hintertheils) so
kann dieses doch nicht uͤber den Indifferenzpunkt steigen, in welchem es das,
ihm natuͤrlich angehoͤrige Theil des Koͤrpergewichts tragt,
d.h. uͤber den Punkt, wo die Zugstraͤnge von der Brust gegen die
Hinterhufe gerichtet sind.
§. 41. Aus den so eben aufgestellten Entwiklungen folgt, daß das projektirte
Neigen der Zugstraͤnge auch auf lokerem Boden, unbedingt bis zu der Richtung von der Brust nach den Hinterhufen
vortheilhaft ist, bei groͤßerer Steilheit aber einen Druk auf die Vorderbeine
aͤußert.
Da dieser indeß bei ψ = 35° 28' (§. 26.) erst 2/7 M, d.h. kaum den gegen die Belastung des Hintertheiles
proportionsmaͤßigen Druk betraͤgt (§. 14.), so darf man
annehmen daß die
vortheilhafteste Richtung der Zugstraͤnge fuͤr lokeren Boden dieselbe
ist, wie bei festen, naͤmlich 44° 32' Neigung unter die parallele Lage
mit dem Boden.
––––––––––
§. 42. Nach der nun beendigten Herleitung der Richtung, unter welcher die
Zugstraͤnge fuͤr den vortheilhaftesten Zug am gebracht seyn
muͤssen, fragt es sich nach der Moͤglichkeit, dieselbe praktisch
erreichen zu koͤnnen. Ohne an dieser Stelle die Angabe der
zwekgemaͤßesten Mechanismen zu beabsichtigen, verdienen doch folgende, der
Gegenstand im Allgemeinen betreffende Verhaͤltnisse der
Anfuͤhrung:
Bei den vorhinnigen Entwiklungen, wurde die ganze Last des Fuhrwerks in einer
Horizontal-Linie (Achse) vereinigt gedacht, und von dieser wiederum der
Mittelpunkt der Unterstuͤzung (Fig. 1, c.) zum Gegenstaͤnde der Untersuchung gemacht.
Dieses wuͤrde geradezu angenommen werden koͤnnen bei den
gewoͤhnlichen.
§. 43. Fuhrwerkskarren. Einige Ueberlegung, wie
sich bei ihnen die vorgeschlagene Lage der Zugstraͤnge anbringen
laͤßt, ergibt, daß sie hier dem Erfolge nach, obgleich durch
Beweggruͤnde anderer Art veranlaßt, bereits fuͤr das Pferd in den
Baͤumen einigermaaßen besteht. Die Eroͤrterung der dabei Statt
habenden Verhaͤltnisse fordert zunaͤchst eine Beurtheilung des
Widerstandes, welchen der Karren bei seiner Bewegung auf das Pferd
ausuͤbt:
Damit die Ladung, deren Schwerpunkt uͤber der Achse (dem Stuͤzpunkte)
liegt, im Berge anfahren nicht ruͤkwaͤrts uͤberkippt, ist es
noͤthig ihr ein Uebergewicht nach vorn zu geben:
1) uͤben daher die Baͤume in d. P. A, Fig. 5. einen
vertikal abwaͤrts gehenden Druk = + Q (§.
4.) auf das Pferd aus.
2) wird – durch die an den Baͤumen hinlaufenden Zugstraͤnge
angezeigt – ein Widerstand = H, parallel mit dem
Boden, von A nach c,
ausgeuͤbt. Eine wirklich statthabende Einwirkung dritter Art, kann schon den
Fehler anderer Befestigungshaken wegen, nicht gedacht werden. Die beiden genannten
Kraͤfte, Q und H,
lassen sich zu einer Mittelkraft P, vereinigen, welche
summarisch den Widerstand des Fuhrwerks ausdruͤkt. Den Winkel, PAQ, unter welchem sie von der Vertikalrichtung
abweicht (§. 27.) = Ψ, und ferner < QAH, wie es die Bedeutung
der Linien erheischt, = 90° – β (§. 13.) bezeichnet,
ergibt sich die Gleichung Q, Sin. (90° – β) = Sin. (90 –
β – Ψ.) oder
Textabbildung Bd. 17, S. 223
Von Seiten des Pferdes wird dieser Widerstand durch eine Kraft, P, nach
entgegengesezter Richtung, aufgewogen, welche §. 7,3 durch die Gleichung
Textabbildung Bd. 17, S. 223
bestimmt wurde.
§. 44. Es ist daher
Textabbildung Bd. 17, S. 223
und hieraus fuͤr die Bestimmung von Ψ
Textabbildung Bd. 17, S. 223
oder wenn β = 10° (§. 13.); α =
35° (§. 12.) und Q, das Maximum des Drukes
der Baͤume, welchen das Pferd bei A zu tragen
vermag, §. 14.) zu M, welches hier ebenfalls im
Maximum angenommen werden muß, da vorauszusehen ist, das Ψ die Richtung von
P, um mehr als 10° unter der parallelen
Richtung, mit dem Boden angeben wird (§. 35,1.) d.i. Q : M = 2 : 7 (§. 14.) gesezt wird.
Ψ = 59° 42'.
Wenn also der, an einer um 10° aufsteigenden Anhoͤhe gedachte Karren so
nach vorn uͤberwiegend befrachtet ist, daß der Druk auf des Pferdes
Vorderbeine. (NB. vor dem Beginnen des Zuges) im
richtigen Verhaͤltnisse zu der Kraft steht, welche es von den Hinterhufen
nach der Brust anwendet (Q : M = 2 : 7.), so entsteht bei gewoͤhnlicher Anspannungsweise auf
Seiten des Pferdes eine gleiche Kraftanwendung, als es sonst eine, um 90°
– β – Ψ = 20° 8' unter die parallele Lage, mit dem Boden geneigte
Richtung der Straͤnge, veranlassen wuͤrde. Man darf hinzusezen, und
auch fuͤr den Karren findet auf diese Weise eine gleiche Einwirkung Statt,
als ginge der Zug in eben jener Richtung geradezu von der Mitte der Achse (c) aus (§. 42.) denn 1) um genau soviel, als dem
Pferde durch den Druk der Baͤume zu tragen gegeben wird, erhaͤlt der
Punkt, c, eine Unterstuͤzung vertikal nach oben
(c. Q) und 2) die, nach der Lage der
Zugstraͤnge bewirkte Kraft H kann, einem Axiome
der Statik zufolge, ebensowohl in c, als in A, wirksam gedacht werden etc. Es entsteht hier also
dieselbe Kraft-Einwirkung auf den Karren, als ruhete die Ladung im
Gleichgewichte uͤber c, und die
Zugstraͤnge gingen von c aus, unter dem Winkel
von 20° 8' gegen den Boden aufsteigend nach dem Anknuͤpfepunkte A.
§. 45. Es muß aus dieser aufsteigenden Richtung des Zuges, gegen jene
Einrichtung verglichen, wo der Zug mit dem Boden # laͤuft – wie es der
Fall seyn wuͤrde, wenn die Baͤume nicht auf das Pferd druͤkten
– den fruͤheren Entwiklungen zufolge, ein Vortheil fuͤr die
Groͤße der annehmbaren Belastung entstehen. Er findet sich, wenn man dem
Verfahren in §. 36. analog, in die, §. 8 und 27. fuͤr L, gegebene Gleichung die Zahlwerthe von a = 35° §. 12.), β = 10°
(§. 13.), γ = 24° 21 + (§. 32.) f
= 1/8 (§. 29.) – r/R = 1/20 §. 30 was freilich fuͤr Karren
nur sehr beilaͤufig, aber doch fuͤr jezt hinreichend genau paßt), M = 908 Pfund (§. 25, welcher Werth und nicht
jener von m = 698 Pfund §. 34. hier gilt, da die
Steilheit des Zuges mehr als 10° betraͤgt, vergl. §. 35.) und
Ψ = 59° 52' (§. 44.) sezt, naͤmlich
L = 1,9473 M = 1768
Pfund,
oder, wenn man auch hier nach §. 38. 1/4 wegen
Ermuͤdung abrechnet,
L = 1326 Pfund.
Mit Zuziehung von §. 38. ergibt sich also, daß die
unter den vortheilhaftesten Umstaͤnden annehmbare groͤßte
Belastbarkeit eines Pferdes, ferner die fuͤr ein Pferd im Karren, und endlich
die fuͤr ein
nach gewoͤhnlicher Art vor den Wagen gespanntes Pferd, sich gegenseitig
verhalten wie
2299 : 1768 : 1160
und ferner die mittleren Ladungen (nach Abzug eines Viertheils
wegen Ermuͤdung des Pferdes) wie
1725 : 1326 : 870,
oder in beiden Faͤllen ohngefaͤhr wie 4 : 3 : 2,
welches leztere Verhaͤltniß (3 : 2) die allgemeine Erfahrung wenigstens als
nicht zu groß angibt.
§. 46. Man sieht daraus, daß der Karren nach gewoͤhnlicher Einrichtung
das Mittel zwischen der vortheilhaftesten und gewoͤhnlichen Lage der
Zugstraͤnge haͤlt. Das gefundene Resultat seines Vortheils gegen die
gewoͤhnliche Anspannungsweise eines Wagens laͤßt sich auf einfache
Art, auch so aus der bezeichnenden Eigenschaft des Drukes der Baͤume
nachweisen.
1) wird es dem Pferde moͤglich gemacht, die ganze, ihm von den Hinterhufen
nach der Brust zu Gebothe stehende Kraft, M, in
Thaͤtigkeit zu sezen (§. 44.). Dieses bildet den Hauptvortheil
fuͤr die zulaͤßige Vermehrung der fahrbaren Last. Der §. 36.
fuͤr l = 1,6623 m,
gegebene Werth aͤndert sich dadurch in = 1,6623 M, d.h. um + 16623 (M – m) = 349 Pfund.
2) Wird der, dem Pferde als Druk der Baͤume zugewogene, Theil der Last
beilaͤufig auch noch mit fortgeschafft; es betraͤgt = 2/7 M, (§. 44.) = 2/7 . 908 = 259 Pfund.
Diese beiden Vermehrungen zusammen = 349 Pfund + 259 Pfund = 608 Pfund gaben die
Verschiedenheit der, durch den Karren fortschaffbaren Last = 1768 Pfund (§.
45.) gegen jene, welche, bei gewoͤhnlicher Anspannungsweise eines Wagens, auf
ein Pferd zu rechnen ist = 1160 Pfund (§. 36.)
§. 47. Aus dieser Nachweisung ergibt sich noch fuͤr die Bestimmung des
Drukes der Baͤume, daß es vor allem noͤthig ist, jenen Druk bis zu der
Große zu bringen, daß die ganze Kraft, M, in Anwendung
kommen kann, oder was nach §. 35. dasselbe sagt, daß die Richtung des Zuges,
wenigstens um 10°
unter jene, # mit dem Boden faͤllt, oder Ψ = 90 – (β +
10°) = 70° wird. Die erforderliche Groͤße dieses Drukes ergibt
sich aus der Gleichung §. 44.
Textabbildung Bd. 17, S. 226
M = 908 Pfund (§. 25.), a = 35° (§. 12.) β = 10° (§. 13.) um
Ψ, wie oben gesagt = 70° gesezt, gibt
Q = M Tangt 10° Cos. 45°/Sin.70 =
0,13268 Pf. = 5/37 M = 120 Pf.
Bei diesem Minimum des zulaͤßigen Drukes von 120 Pf.
betraͤgt die Groͤße der Last = 1160 Pfund (§. 36.) + 349 Pf.
(§. 46,1) + 120 Pfund = 1629 Pfund (durch Berechnung, wie im §. 36.,
findet sich dasselbe) und eine Vermehrung desselben, vergroͤßert das Quantum
der annehmbaren Last, nur um so viel, als diese Vermehrung selbst besagt.
§. 48. Die ganze Ladung, welche bei der §. 26. genannten
vortheilhaftesten Lage der Zugstraͤnge auf ein Pferd gerechnet werden darf
(2299 Pfund, §. 38.), ist daher auf die in Untersuchung gestellte Weise durch
einen Karren, nicht zu erreichen; denn fuͤr diesen Fall muͤßte der
Druk der Baͤume noch um 2299 Pfund weniger, 1768 Pfund (§. 38 und 45.)
= 531 Pfund uͤber die Tragkraft d. Vorderb. hinaus, vermehrt, d.h. auf 531
Pfund + 259 Pfund (§. 46,2.) = 790 Pfund gebracht werden koͤnnen; dem
freilich waͤhrend die Kraft M in voller
Thaͤtigkeit ist, nichts entgegen steht, indem dieselbe (N) vermoͤge ihrer schraͤg aufsteigenden
Richtung zugleich eine, dem vertikalen Druke der Baͤume (Q. Fig.) entgegen wirkende, Kraft ausuͤbt von =
M Sin.α/Cos.
β = 908 Sin. 35°/Cos. 10° Pfund = 530 Pfund, was die in Rede
gestellte Vermehrung des Drukes der Baͤume, (den fehlerhaften Einfluß
unbeachteter dreimahlen abgerechnet), genau kompensirt; sobald aber das in
Thaͤtigkeit gesezte Theil von M (durch
guͤnstigeren Weg oder durch Stillstehen etc.) sich unter seinem annehmbaren
Maximum (908 Pfund) befindet, wuͤrde das Vordertheil des Pferdes durch den nun
uͤber 2/7 M hinaus gehenden Druk
uͤberladen, und wenigstens bei gaͤnzlicher Unthaͤtigkeit von
M, der sodann eintretenden Last von 790 Pfund zu
widerstehen unvermoͤgend seyn. Legte man ohne das Uebergewicht der Ladung
(den anfaͤnglichen Druk der Baͤume) zu aͤndern, die
Zugstraͤnge ruͤkwaͤrts niedriger, als vorn und ließe sie etwa
von dem Punkte B
Fig. 5.
ausgehen, so wuͤrde dieses keine Unterstuͤzung gewaͤhren, denn
die Richtung des Zuges wird dadurch nicht steiler, indem genau soviel, als durch die
Lage der Straͤnge unmittelbar gewonnen wird, dadurch indirekt wieder verloren
geht, daß nun waͤhrend des Zuges die Baͤume um so weniger
druͤken. Waͤre dabei der Punkt B so
niedrig gelegt, daß der Winkel BAQ (Fig. 5.)
kleiner als Ψ (eine Funktion des Uͤbergewichtes der Ladung –
§. 43 und 44.) wird, so vermag das Pferd denselben eine solche Spannung zu
geben, daß die Baͤume, der Richtung der Schwere entgegengesezt, nach oben
wiegen.
§. 49. Bei den aufgestellten Betrachtungen uͤber die Kraft- und
Lastverhaͤltnisse bei der bekannten Einrichtung des Fuhrwerkkarrens, wurde
der Druk der Baͤume so vorausgesezt, daß er fuͤr den Zustand des
Berganfahrens an einem um 10° steigenden Boden = 2/7 M betrage (§. 44.). Da der Schwerpunkt der Ladung hoͤher als
die Baͤume, etwa in D
Fig. 5 liegt,
so kann jener Druk bei der vorausgesezten Steilheit des Weges (10°) nicht
soviel, als auf horizontalem Boden betragen (da dieses der bloße Anblik lehrt, so
wuͤrde die weitere analytische Entwiklung uͤberfluͤßig seyn),
folglich muß bei der Befrachtung des Karrens in waagrechten Stande, den
Baͤumen eine Ueberwugt gegeben werden, welche nach den zu vermuthenden
Anhoͤhen abgemessen in d. P. A mehr als 2/7 M betraͤgt, d.h. eine solche, welche das
§. 44. als annehmbar aufgestellte Verhaͤltniß uͤbersteigt.
Indeß war diese Annahme zum Vortheile der Einfachheit 1) zulaͤßig, da jenes
2/7 M (nach §. 14.) als ein Minimum von dem zu
betrachten ist, was man annehmen darf, folglich immerhin noch einige Vermehrung
vertraͤgt, und dieses um so hoͤher, da dem vorigen §.
gemaͤß, waͤhrend des Ziehens, die Kraft M eine
bedeutende Unterstuͤzung gewaͤhrt – und 2) war sie nicht zu
vermeiden, da das Ganze von der Hoͤhe des Schwerpunktes der Ladung,
uͤber den Baͤumen abhaͤngt, die sich nach der geladenen Materie
(Wolle oder Blei etc.) richtet.
§. 50. An den Gegenstand des vorigen §. knuͤpft sich die
wesentliche Bemerkung, daß es gut ist, den Schwerpunkt der Ladung so tief als
moͤglich zu legen, damit der Druk der Baͤume, bei dem Berganfahren, wo
es seiner am meisten bedarf, sich so wenig als moͤglich vermindert. –
Ein Pferd wird aus diesem Grunde ein groͤßeres Gewicht Blei, als Wolle fahren
koͤnnen. – Vortheilhaft wuͤrde es seyn, den Schwerpunkt der
Baͤume unter die Ladung zu versezen, was sich vielleicht
verhaͤltnißmaͤßig am besten nach der Fig. 6. gegebenen Idee,
erreichen ließe: wo die Baͤume nicht wie gewoͤhnlich auf der Achse AB, sondern auf einem Riegel CD ruhen, der vermittelst zweier Saͤulen
AC und BD au
der Achse haͤngt, wobei die Hoͤhe der Raͤder noch das sonst
gewoͤhnliche Maaß uͤbersteigen kann.
§. 51. Aber am meisten wuͤrde den Bedingungen des vortheilhaftesten
Zuges entsprechen, wenn der Druk der Baͤume von selbst in eben dem
Verhaͤltnisse zu- oder abnaͤhmen, als die stellenweise
Beschaffenheit des Weges, ein Verstaͤrken oder Nachlassen der Zielkraft
fordert. Es ließe sich dieses nach der Idee von Fig. 7. erreichen, in ihr
bedeutet A die Achse, auf welcher wie gewoͤhnlich
die Karrenbaͤume (AD) ruhen, von denen
jeder einen zweibeinigen Schaͤmel oder Bok ABC traͤgt. Ueber diese beide Boͤke ist eine zweite Asche
(B zeigt den Durchschnitt derselben) gelegt, auf der
an jedem Ende vertikal und # mit den Baͤumen, der Rahmen EFG
H haͤngt. Diese beiden Rahmen, tragen auf den
untern Baͤumen EF einen Boden, auf welchem
die Ladung ruhet, und besizen etwa bei M einen Haken,
von welchem die Zugstraͤnge ausgehen. Das Pferd (vermuthlich laͤßt
sich wohl eine Vorrichtung fuͤr 2 neben einander gehende errichten)
traͤgt den Druk der Baͤume; zieht aber nicht durch sie, sondern an den
Zugstraͤngen
MD. Liegt nun im stillstehenden Zustande der
Schwerpunkt der Ladung in P (angenommen so nahe vertikal
unter oder uͤber der Achse (A), daß die
Baͤume, von dieser Seite genommen, keinen Druk ausuͤben), so wird er
durch das Ziehen des Pferdes (vermittelst MD) und
zwar nach Maßgabe der darauf verwendeten Kraft in dem Bogen PK (um den Winkel PBK
= a) fortgehen und gleichzeitig rutscht das Tragseil des
Pferdes, von dem Punkte D der Baͤume, nach N fort. Es entsteht daraus eine nach PK, d.h. nach der Staͤrke des Ziehens
abgemessene Vermehrung des Drukes der Baͤume; denn, man verstehe unter AP, AK etc. den
Horizontalabstand der Punkte PK etc. von A, unter N den Druk der
Baͤume waͤhrend dem Ziehen, unter H (wie
schon in Fig.
5.) die Staͤrke des Zuges durch die Straͤnge MN und unter L. die
Schwere der Ladung (in ihrem Schwerpunkte vereinigt), so ist nach Gesezen der
Statik
Textabbildung Bd. 17, S. 229
Da ferner (hinreichend nahe) PK
=
BK
Sin. α und DN =
(Vertikalstand) BM
Sin. α
Textabbildung Bd. 17, S. 229
oder auch da BK.L. Sin. α
= BM.H, folglich Sin.
α = BM.H/BK.L.
anzunehmen ist.
Textabbildung Bd. 17, S. 229
differenzirt man diese Gleichung, so findet sich, daß, wenn
BK/BM > AP/AD ist (wie
dieses die Natur ihrer Bedeutungen nicht anders erwarten laͤßt), N mit H zugleich
waͤchst. Die Gleichung zeigt Ferner schon unmittelbar, daß dabei das
gegenseitige groͤßere – Verhaͤltniß zwischen N und H durch die Maaße von
BK, AD, AP etc. so regulirt werden kann, daß dadurch
wenigstens annaͤhernd noch jener, im §. 48. erwaͤhnte weiter
noͤthige Druk von 531 Pfund herbei geschafft werden kann, um so die
zulaͤßige Belastung des Karrens, mit der fuͤr die Kraͤfte des
Pferdes uͤberhaupt moͤglichen (§. 38 und 39.) gleich zu
stellen.
§. 52. Da die gegebene Andeutung der Einrichtung eines Karrens nur dazu dienen
sollte, die Moͤglichkeit zu zeigen, der sonst annehmbaren Belastung noch eine
Vergroͤßerung zu verschaffen, aber keinen eigentlichen Vorschlag bezweket,
bei dem vor allem erst noch die noͤthige Einfachheit der Einrichtung unter
verschiedenen etwaigen Nebenbedingungen erwogen werden muͤßte z.B. wenn die
Achse A nicht von gewoͤhnlicher Gestalt seyn
soll, weil sonst in der Ladung ein verhaͤltnißmaͤßig
betraͤchtlicher Raum fuͤr sie gelassen werden muͤßte, sondern
vielleicht bloß aus zwei unzusammenhaͤngenden Schenkelstuͤken verlangt
wird – so waͤre es uͤberfluͤßig an dieser Stelle auf
eine weitere Entwikelung der zwekgemaͤßen Verhaͤltnisse zwischen AP, BM etc. Fig. 7.
einzugeben, oder auch den vortheilhaften Einfluß nachzuweisen, welchen die hiernach
moͤgliche beliebige Vermehrung der Raͤderhoͤhe zur Folge hat,
die vermuthlich mit uͤberwiegendem Vortheile bis dahin vermehrt werden kann,
daß die Haupt-Achse A, zugleich jene von B mit vertritt, und folglich die Ladung nicht wie bisher
uͤber derselben ruhet, sondern gaͤnzlich unter ihr haͤngt.
§. 53. Vierraͤdige Fuhrwerke betreffend, muß es hauptsaͤchlich
aus zwei Ursachen, welche bei zweiraͤdrigen nicht eintreten, schwieriger
seyn, die noͤthigen Mechanismen zur Abreichung des absolut staͤrksten
Zuges zu treffen, indem bei ihnen noch Ruͤksicht auf Gelenkigkeit des Wagens
und darauf zu nehmen ist, daß wegen Ungleichheit des Bodens, eine Ebene, welche man
durch Ruhepunkte der Last, etwa durch eine Achse und den Mittelpunkt der anderen
gelegt denkt, sich in stetem Richtungswechsel, gegen die Standhoͤhe der
Pferde befindet; indeß ergibt sich wenigstens das bei Anlegung der
Zugstraͤnge uͤberhaupt zu nehmende Ziel, und wenn man das Vordertheil
des Wagens als Karren mit einem oder einigen Baͤumen construirt denkt, der das eigentliche
Fuhrwerk bildet, und dem das Hintertheil desselben nachschleppt, so zeigt sich die
Moͤglichkeit auch hier die Vortheile des staͤrkeren Zuges zu
erreichen, eben nicht fern.
§. 54. Weiteren Eroͤrterungen bleibt es uͤberlassen, den in
vorliegendem Aufsaze mathematisch entwikelten Verhaͤltnissen, durch Angabe
zwekgemaͤßer Vorrichtungen, wuͤnschenswerthen Einfluß auf die Praxis
der fortschaffenden Mechanik zu geben, was mehr oder weniger uͤberall da
moͤglich seyn wird, wo nicht schnelle Bewegungen, wie vor allen bei der
reitenden Artillerie, moͤglichste Ungebundenheit insbesondere auf Seiten des
Vordertheiles vom Pferde fordert, obwohl durchaus die in §. 34,1 aufgestellte
Wahrheit festzuhalten bleibt, daß der, nach den entwikelten Grundsaͤzen
bezielte, Ueberschuß an Befrachtbarkeit eines Pferdes sich nicht auf das Gewicht
beschraͤnkt, welches demselben zu tragen gegeben wird, diese Annahme hieße
das Mittel mit dem Resultate verwechseln, sondern, daß der wesentlichste Vortheil
darin besteht, dem Pferde die Moͤglichkeit zu verschaffen, seine
Ziehkraͤfte voͤllig in Anwendung bringen zu koͤnnen.
Cassel im Februar 1815.