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Luftwiderstand und Auftrieb; Beiwerte


CC-BY-NC-SA 3.0

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jetztfange an zu rechnenund zwarauch mit dem LuftwiderstandLuftwiderstandStrömungswiderstandabersaftigen Luftwiderstand im Alltag Luftwiderstandund Auftriebdie beiden treten immer im Team auf der Auftrieb ist was mich vor allem interessiert aber ich wusste Luftwiderstandinvestieren sozusagenman kann netterweiseeinfachaus dem Bauch heraus schon ganz viel sagen was passieren muss Punkt ich stelle mir irgend ein Körper vordem Windkanal hängtoder von einer wie du erhängt wird Kommader wird angestrebtparallel an die Strömungmit einer GeschwindigkeitVGeschwindigkeitVVund dann sicheine Kraft auf diesem Körperirgendwassieht dann diesen Körperwasserswas die Luft zieht an diesem Körperin irgendeine Richtungdas derzeitig in zwei Komponentendie Luftschiebt den Körper erst mal nach hintendas nicht in StrömungswiderstandFW Hasse gerne die Kraft die dadurch entstehtWiderstandLuftwiderstandgesagt Strömungwie der Standim englischenDrakeirgendwie sehr viel kürzer zum deutschen?? des ?? die die Fachwerkundwas dazu senkrecht ist senkrecht zur Ansturmgeschwindigkeiteine Kraft in der Richtung senkrecht dazu die heißen sinnvollerweiseAuftriebund F A dann eben die Auftriebskraftder Auftriebsenkrecht ist zur Ansturmgeschwindigkeitalso egal welche Kraft hier entsteht auf den Körper zerteilen die einfach in eine Kraftentlang der Ansturm Geschwindigkeitund eine Kraft senkrecht dazu die Kraft senkrecht dazu ist der Auftriebim englischen LiftFL dannRohr und jemand den dynamischen Auftritt das ?? sichert aber noch mal sagen als wieder kein Heißluftballonsondern Auftrieb durch Luftströmungendas was mich jetzt interessiertjetzt überlegen uns wovon diese Kräfte den abhängenwie man diese Kräfte irgend wiederGeschwindigkeit und so weiterformulieren könntewovon manF A H undFWaboffensichtlich von der Ansturmgeschwindigkeitgeschenktwovon hängt die sonstes kommt auf dieForm an wie der aussiehtist es der Tragfläche so stromlinienförmiges kommt auf die Sichtunganaus der ichan Strömewenn sie so eine Halbkugel an Strömen aus der Richtunghatte offensichtlich einen viel größeren Strömungswiderstandals wenn sie die umdrehenund aus der Richtung anstrengenzu Fonds nicht auf dasmechanische Anemometerganz außer abhängender Luftdruckschreibst du nicht den Luftdruckdirekt hin also den Druck weiter vor zum Beispielin schreibt man nicht direkt in den hohen Höhen wird natürlich wenigerAuftrieb und auf weniger Widerstand haben ?? die Luft dünner ist das auch der Druck kleinerMann wird nicht den Druck nehmen wir die Dichte nehmen das macht die Formel gleich etwas wesentlich freundlicherdie Dichte stattdessenhatte denselben Effekt in hoher höherer Sohoin hoher Höhe ist die Luft dünndann haben sie kleinere Kräfte?? man sie an das Medium nehmen endlich Luft nehmen sondern Wasser Nebenamtnatürlichgrößere Kräfteso lange diese Strömungsformsich hier ausbildeteine Geschichte finde ?? jetzt noch für den Körperdie Form die Richtungwenn ich mit der Form sage ist es der Halbkugelist es stromlinienförmigdann fehlt mir noch eine wesentliche Geschichtedas ?? wahrscheinlich ?? die gesamte Körper soll festgenageltsein sie stellen ein Modell in den Windkanal das ist festgenageltalso nicht die Geschwindigkeit des Körpersirgendwas mit der Fläche mit der Größe die Größe des Körpers je größer dieser Körper istdesto höher wird ja mindestens die Widerstandskraftwerden wahrscheinlich auf die Auftriebskraftaus die Größe müsste noch einbauendas sind die Zutatenjetztüberlegt man sich wie das Zusammenspieldas einfachstewas ich kenne ist folgendes Mannstellt sich das wirklich im Windkanalvor einmal im Original und einmal im WindkanalBaumes einmal in eins zu eins in Wirklichkeitund dann baut es im Windkanalim Modelleisenbahnmaßstabnach und überlegen sich okay was passiert jetzt mit diesen ganzen Geschichtennicht mit allen Form und Richtung lassen es ?? festdie beiden mir das Messer festes soll weiterhinHalbkugel sein oder diese Tragfläche oder was auch immerdenken diese beiden Kräfte von Ansturm Geschwindigkeitsdichteund von der Größe des Körpers ab das kann man sich überlegen zum Gedankenexperimentim Windkanaldieses bauen sie maßstabsgerechtnachund überlegen sichjetzt die Kräfte werden endlich maßstabsgerechtnachbauen im WindkanalKommaSkalierung davorlegenwenn ich die Längenjede Länge mal eine Zahl L nehme mal er also keine Ahnung was ein Zehntel sie bauen das Modell im Maßstab ein Zehntel sie nehmen jede Länge mal ein Zehnteldiese Länge mal ein Zehntel dieser Länge mal ein Zehntel jeder Länge des Modells auf ein Zehntel davon erst ein hundertste runterwar auf jeden Fall ein Miniaturmodellund dannnehmen wirhöchstwahrscheinlichauch nicht mehr zehn Meter pro Sekunde als Ansturm Geschwindigkeitoder zwanzig Meter oder drei hundert Meter pro Sekunde als Ansturm Geschwindigkeitzu reduzieren auch die Ansturm Geschwindigkeitam das heißt im Endeffekt das vermitteln einer Zeitskalaarbeitendas nicht mein Tag ein Tag ist icharbeite mit einer ??modifizieren alle Zeitendie Zeitder Paketbrauchvon da bis da oder die SRG braucht Union zu kommen ich multipliziere alle Zeiten mit demselben Faktor den ich mal Zundobendreinkönnte ich sagen ich nehme an das Medium oder einen anderen Druck des Mediumsdie Dichtemüsste auch nicht ?? dieselbe Bleiben im Windkanalsich die Dichte des Mediums mal die nehmenuns die Fragewas passiertmit folgenden drei Geschichtenwas passiert mit den Geschwindigkeitenkönnen ja alle möglichen Geschwindigkeitenmessenwelchen Faktorändert sich jede Geschwindigkeitzwischen Original und Modell?? strömt die Luft leicht Soho müssen Sie diese Geschwindigkeitim Originalsoundso viel Meter pro Sekunde im Modell sind soundsoviel Meter pro Sekunde was passiert mit dieser Geschwindigkeitmit einer Geschwindigkeit ??Punkt eins was passiert mit einer Geschwindigkeit mal wie vielPunkt zweiImpulsevonLuftpaketenauf Schulpaketenganz korrekte Rasenimpulsevon Fluidpaketwas passiert mit denensich schlimm an SüßwasserbootesMasse mal Geschwindigkeitwas passiert mit Impulsenaus gucken sich hierein Fluidpaketan dasdurch die Gegend fliegt was passiert mit dem Impuls eines solchen Paketsim Modell dieser Pakete natürlich entsprechend kleiner also auch dieses Paket soll mit skandiert werdenin der Größenicht weiter zu schreibenals das hier soll in der Größe ?? eskaliert werdenin Größe mit skandiertwirdund die letzte GeschichteKraft auf den Körper das interessiert mich ja was passiert mit der Kraft auf den Körperoder mit Kräften auf den KörperKraft auf Körperwie viel Juden sind dasin im Windkanalim Verhältnis zum Originaloder andersrumdas Ganze dann ausrechnendas muss jetzt aber sagen immer unter der Voraussetzungdass die Strömungdieselbe Form hatalso wenn Siesich die Stromlinien angucken insbesonderedass das im Originalund im Modell genauso aussiehtdas muss ich voraussetzen zwanzigstes Rechnung natürlich ziemlicher Unsinnunter der Voraussetzungwennselbe Strömungsformdas überlegen sich jetzt mal was passiert mit den Geschwindigkeitenwas passiert mit mit dem Impuls von ein Fluidpaket was passiert mit der Kraft auf den Körper wenn sie Längen und Zeitenund dichten Zeiten dabei zu schreiben sollteDichteja auch die dichten an einigen Stellen mag es ja Dichter werdenwegen Humbugmit Längenzeiten dichten so skalieren was passiert mit diesen drei Geschichtenman habeim Prinzip unsere Formelum die Kräfte auszurechnenschonalsodie Geschwindigkeitenmanuell durch Z den Längenwerde mich aktuell größeroder der Faktor unter Einsatz kleiner und die Zeiten um den Faktor Zdie Geschwindigkeitist Länge durch ZeitDetails im Endeffekt einfach mal L durch Zso gradlinig ist dasim Modell habe ich die Geschwindigkeit mal L durch Z welche Länge manuell nehmen und die Zeiten mal Z nehmedann ist Länge durch Zeitmangel durch Znatürlich sieht das mit einem Impulsimpulsist Masse mal Geschwindigkeitwas wird das jetzt bedeutenMassemal Geschwindigkeitdann überlegen sich das mit Kräftenso Masse mal Geschwindigkeitich weißich weiß was mit der Geschwindigkeitpassiert dass es okay jetzt muss ich mir überlegen was mit der Masse passiertdie MasseistDichte mal VolumendichteMalvolumendie Dichte eskaliert mit Dund das Volumenwenn ich sage zu Fluidpaket werden mit skandiert das Volumengitter mit dreiwenn sie im Original ein Kubikmeter haben und skalieren darunter mal ein Zehntelansehnlichen Zehntel Kubikmeter sonder noch ein letzter ein tausend Kubikmeterdas ist hier also mal diemal L hoch dreiso sieht das aus und lässt euch die Kraft wie komme ich vom Impulszur Kraftgenau die Kraft ist Impulsänderungpro Zeitden Bus vorher wird so eskaliert der Bus nach ?? eskaliertdie bildende Differenzmit genau eskaliert durch die Zeiterklingt eine Kraft dieses Ding noch mal durch die Zeit also mal die ?? hoch dreiL durch Zund das schreibe ich noch ?? bisschen andersum damit es leichter zu verdauen ist dem mal L Quadrat mal L achtes also mal L durch Zins Quadrat sehen dieselben Zutaten dieZ Quadrat da untenQuadratL hoch vier insgesamt eher QuadratmeterQuadratso muss das skalierendas heißtdiese Kraft istproportional nicht eskaliert ja sodas heißt die Kraftist proportionalzuDichteL Quadratirgend eine Flächeirgend eine BezugsflächeFlächeund hier steht eine Geschwindigkeitins Quadrat dahinteran dem er durch die Ansturm Geschwindigkeit sie könnten irgendeine Geschwindigkeitnehmen Hauptsache sie nehmen immer dieselben Kernaussagen und Geschwindigkeit mit der ich dann die Ecke gehe aberwie soll ich das genau definieren ich nehme durch die Ansturm Geschwindigkeitkönnten irgend einen ähm Ansturm Geschwindigkeitsquadratdiese Popularitätmuss gelten wenn die Strömungsformdieselbe bleibt daswesentliche EinschränkungenStrömung vom Server bleibtMusikkraft proportionalzu Dichteirgendeine Fläche des Modellsam ?? hier nimmt sie die Fläche hier nehmen Sie die gesamte Oberflächewas auch immer Hauptsache immer dieselbe Flächeoder die Fläche QuervergleichnehmenKomma dieselbe Flächedazu muss dasproportional sein?? bei der Proportionalitätskonstantenhin undfertigdie Wurzel des konstanten werden insbesondereneben von der Formund vom Winkel abhängenalsodas schreibe ich dann ich schreibe FWiderstandAuftriebdes Strömungswiderstandin der proportional hierzu ist steter ProportionalitätskonstanteCW sinnvollerweisewurde die Pommesschranke des falschenmalDichte mal Fläche mal V Quadratsowas schön gewesenaus diesem Grund schreibt ?? noch Inhalt dazu ist ein halb hätte man auch in dieSeite Konstante reinziehen können hier steht noch in halb dabeiweilaber das will ich jetzt nicht sagen weil dieses hierder sogenannte Staudruck istdeshalb das ein halb dazu beim Jan halb Roman Frau Quadrat noch eine sinnvolle physikalische Größe auf dich aber jetzt nicht eingehen willdeshalb zieht man aus dieser Konstante der Poppers des ?? noch das ein halb rausbeim Auftrieb natürlich genauso CA?? mal ein halb Roman AmalFock vertratjede Kraft muss diese Kapazität haben alsodie Widerstandskraftebenso wiederAuftriebdiese Zeder sind die sogenannten bei Wertedann schon Leistungsbeiwertdas es jetzt dabei Wertfür den StrömungswiderstandCWund der bei Wertbei der Teamunter bei Wert für den Auftrieb CAwird was man des konstantendie werden was mit dem Winkel zu tun haben die werden das mit der Form zu tun haben des Objekts was ich deine Windkanalstelledie Dichteirgendeine Fläche und die Ansturmgeschwindigkeithabe ich mehr oder minder ausgerechnet?? ist nicht wirklich konstantendas muss man dazu sagen ??die hängen doch extrem von den äußeren Umständen ab ?? sind halbwegs konstant abernicht so festgenageltwie die Erdbeschleunigung oder sowasinsbesonderedas ?? sicher gesagt wegen derStrömungsformwenn sie plötzlichunter anderen Umständen eine turbulente Strömung habenwird das Ergebnis anders sein als wenn sie den laminar Strömung haben wenn sie hier aufÜberschall gehen von Unterschall auf Überschall gehen dann wird auch irgendwas drastisches passierenund es gibt viele Gründe weshalb die Strömungsformanders wird und dann stimmt das überhaupt nicht mehr der handliche vorne natürlich nicht mehr dieselbe Zahl davor steht dann ändert sich diese beiden WertegassenPi mal Daumenkonstantenaber nichtecht konstanten?? so einige wesentliche Anteileausgerechnetist ?? was diese Fläche sagen irgend eine Bezugsflächebei der Geschwindigkeit was klammen in die Ansturm Geschwindigkeit was soll ich sonst immer bei der Bezugsflächeist leider nicht einheitlichum uns zu ärgernundbeim Autoist die Bezugsfläche die Stirnflächedas Auto im Windkanalund beim Flügelverfügen Tragflächeund Rotorblattähmalso beim Auto ist es die Stirnflächedes Auto KommaAuto ist ähmalso diese Fläche sie gucken von vorne und messen wie viel Quadratmeterdas Auto von vorn oder von hinten sehr Gardeje Quadratmeterdas Auto von vorne dem Wind entgegensetztdass es die Bezugsflächebeim Autoein Flügelinsofern als es ja auchdünne Flüge gibtwäre das ziemlich unsinnig beim Flügelbeim Flügelnämlich natürlich dieFlügelflächedas ist die Bezugsfläche bei FlügelQuadratmeterdie der Flügel hatvon oben geguckt oder von unten geguckthat außer vorsichtig sein wennman Werte Vergleich zwischen Auto und Flügelvon dieses Jahr CW die Bezugsfläche ist der andere