 Verfasst am: 26. Sep 2016 22:14 Titel: |
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| Hi, zunächst schon mal danke für eure Antworten! Ich komme leider erst grade wieder dazu, mich mit dem Problem zu beschäftigen und habe mal versucht, eure Antworten nachzuvollziehen. Angenommen, der Koffer wiegt 25 kg und fällt aus 1,5m Höhe mit der Ecke auf das Luftkissen, dann hat er also eine Energie von ca. 367 kJ, die vom Luftkissen abgefedert werden muss. Leider erschließt sich mir noch nicht so ganz, welchen Luftdruck ich jetzt im Luftkissen brauche, um diese Energie abzufedern? Grundsätzlich soll der Luftdruck im Kissen nämlich so hoch sein, dass es nicht eingedrückt werden kann, da es einen darunter liegenden Gegenstand vor dem Aufprall schützen soll. Die Oberfläche des Luftkissens ist dabei glatt (vglb. mit der Form einer Luftmatratze und sollte nicht als stabilisierend betrachtet werden), das Material ist elastischer Kunststoff, dessen "Abwehr-Energie" der Einfachheit halber ebenfalls = 0 gestetzt werden sollte. Ich vermute, in dieser "einfachen" Version müsste ich also jetzt die Energie in Luftdruck umrechnen (und gehe dabei worst case davon aus, dass die Aufprallfläche die Spitze des Koffers ist, also ca. 0,25cm^2 hat). Aber wie rechne ich die Energie in Luftdruck um? javascript:emoticon('  ') Ich würd mich echt sehr freuen, wenn mir da noch mal wer von euch helfen könnte! Danke und viele Grüße |
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| Verfasst am: 30. Aug 2016 12:32 Titel: |
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Korrekt. Der Luftdruck ist jedoch so gering, das er das Ergebnis nur sehr gering beeinflusst. Mann könnte jedoch auch ein sonderbares Gestell in der Tüte platzieren, das beim Aufprall keine Kräfte aufnimmt....... -> wäre jedoch viel zu unverständlich und keiner würde sich dafür interessieren  Es ging mir lediglich darum zu zeigen, dass es von mehreren Faktoren abhängt. |
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| Verfasst am: 29. Aug 2016 22:35 Titel: |
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| Verfasst am: 29. Aug 2016 16:19 Titel: Re: Benötigter Luftdruck für Abfederung von Stößen auf Luftk |
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Das Luftkissen darf nicht platt auf dem Grund liegen, muss also "gebläht" sein. Dafür bedarf es den Luftdruck, der ausserhalb des Kissens herrscht plus eine kleine Zugabe, um die obere Kissen-Fläche und die Seiten zu tragen. 2. Während des Aufpralls: Der Druck im Kissen steigt solange dynamisch an, bis er die potenzielle Energie des Koffers ausgleichen kann. Oder bis der Koffer durch das Kissen den Boden berührt (was ja zu vermeiden ist). Es ist leicht nachvollziehbar, dass die Art des Aufpralls, also Ecke zuerst oder eine der Flächen entscheidend ist. Wenn er mit der Ecke zuerst aufkommt, ist die Bremswirkung zunächst gering und das Kissen muss sich um die Ecke "schmiegen", wird also stärker zusammengedrückt, als wenn eine Fläche aufprallt. Nun könnte man das Kissen unter beliebig hohen Druck setzen, das überlebt aber der Koffer nicht unbeschadet, denn er muss ja "sanft" gebremst werden. Gib bei Youtube mal den Suchbegriff "koffer aufprall test" ein und du wirst sehen, dass es eher auf den Koffer ankommt als auf das Kissen. |
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| Verfasst am: 28. Aug 2016 13:08 Titel: |
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| Hallo, es geht weniger darum, welchen Druck in einem Luftkissen, etc. herscht um Stöße abzufedern, sondern eher um die Geometrie und um das Material aus dem das Luftkissen besteht. Stelle dir folgendes vor: Man nimmt eine Plastiktüte und bindet diese luftdicht zu. Dann herscht in der Plastiktüte kein Druck (ganauer kein Überdruck im Vergleich zur Atmosphäre). Trotzdem würde ein fallender Koffer wahrscheinlich abgefedert werden. Man könnte eine erste Überlegung folgendermaßen anstellen: Das Luftkissen dehnt sich beim Aufschlag aus (vgl. Luftballon zusammenpressen). Dafür ist eine gewisse Kraft nötig, die man ähnlich wie die Kraft, die nötig ist um eine Feder zusammenzudrücken betrachten kann. Kraft mal Weg ergibt Energie. Die Kraft wird durch das Material bestimmt (und auch durch den Druck im Luftkissen). Um das Kissen abzubremsen muss die gesamte kinetische Energie ( Zusammenfassen kann man sagen: Es hängt weniger vom absoluten Druck ab, sondern von dem Weg um den das Kissen eingedrückt wird. Allgemein gilt auch: längerer Weg -> "weicher Aufschlag" Genauer wird die Rechnung, wenn man ein Integral ausführt : https://de.wikipedia.org/wiki/Volumenarbeit#Reibungsloser_Vorgang Das Problem an dieser Rechnung ist, dass der Koffer mit der gleichen Geschwindigkeit wieder hochgeschleudert werden würde (keine Reibung). Das Problem kann man endlos kompliziert betrachten, je mehr Faktoren berücksichtigt werden. |
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| Verfasst am: 28. Aug 2016 12:36 Titel: Benötigter Luftdruck für Abfederung von Stößen auf Luftkisse |
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| Meine Frage: Hallo, leider verstehe ich absolut nichts von Physik, aber ich würde gern wissen, mit welchem Druck ein Luftkissen aufgeblasen werden muss, um Stöße und Schläge abzufedern?! Meine Ideen: Bestimmt ist dafür auch die Stärke des Aufpralls von Bedeutung, also stellt euch bitte Folgendes vor: Ein Koffer mit ca. 25 kg Gewicht prallt aus ca. 1,5 Meter Höhe mit einer seiner Ecken punktuell auf das Luftkissen (vergleichbar einer normalen Luftmatratze). Jetzt meine Frage: Wie hoch muss der Druck im Luftkissen sein, damit das Luftkissen den aufprallenden Koffer abfedert? Leider finde ich bei meiner Recherche keine Antwort auf diese Frage und kann nicht einschätzen, ob der Druck so hoch wie bei einem Autoreifen (ca. 2 bar), darüber oder darunter liegen sollte :-S Bei einem Hersteller für Luftmatratzen habe ich etwas von 0,04 bar gelesen, Schlauchboote und Stand-Up Paddleboards werden wohl mit bis zu 12 bar aufgeblasen! Irgendwo dazwischen liegt also vermutlich meine Antwort, aber ich würde das gern ein bisschen besser eingrenzen! Deswegen wäre es wirklich super, wenn mir hier ein Druck-Experte / Physik-Genie helfen könnte! Ganz lieben Dank, Marion :-) |
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