windgeschwindigkeit berechnen

tina. · Anmeldungsdatum: 25.10.2010 Beiträge: 1

Meine Frage:
Ich hab da ein ziemlich kniffliges Problem:

wie berechnet man die Windgeschwindigkeit, wenn man nur die Geschwindigkeit, cw, Fläche und zurückgelegte Strecke eines durch den Wind beschleunigten Objektes weiss?

klingt ein wenig abstrakt, aber ich will die Windgeschwindigkeit eines vom Ventilator erzeugten Windes ermitteln und habe dazu eine Gummiente mit dem Wind über eine gewisse Strecke geblasen...

Ich hoffe, irgendjemand versteht mein Problem und kann mir antworten!

Danke im Voraus schon. ^^

Meine Ideen:
Irgenwie muss ja der Wind schneller sein als das angetriebene Objekt, weil ja der cw (in diesem Fall 0.5, also eher windschlüpfrig), Geschwidigkeit "abgiebt". Irgendwo wird wohl auch die Luftwiderstandsformel vorkommen, aber ich krieg einfach nicht raus wie...

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

ich weiß zwar nicht, ob das letztendlich auch brauchbar ist, aber so spontan fällt mir ein, einfach die Kraft der Luft auf den Gegenstand zu bestimmen, und dann die Beschleunigung des Gegenstandes zu ermitteln.

(wobei noch die Reibung des Gegenstandes mit dem Untergrund zu beachten ist: die Reibungskraft ist eine Kraft entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung.
Irgendwelche aerodynamischen Besonderheiten des Gegenstandes wie dynamischer Auftrieb können sicher vernachlässigt werden (und können in einem "Freihandexperiment" eh nicht bestimmt werden))

Das wäre dann betragsmäßig wie die Luftwiderstandskraft, wenn sich der Körper mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Wind in ruhender Luft bewegt (hat die gleiche Relativgeschwindigkeit, wie ein (anfangs) ruhender Körper in einem Windkanal).
Allerdings nimmt mit steigender Geschwindigkeit des Körpers im Wind auch die Differenzgeschwindigkeit zwischen Körper und Wind ab.

Außerdem ist der Wind des Ventilators auch nur auf Abschnitten geringer Länge als konstant zu sehen bzgl. Geschwindigkeit und Richtung.

Das heißt, ich würde die Beschleunigung des Körpers gleich zu Beginn und bei geringem Abstand vom Ventilator messen, und die Beschleunigung für einen kurzen Zeitabschnitt als näherungsweise konstant setzen.

Oder man könnte wohl auch noch was mit Impulsen machen (elastischer Stoß), und dabei eine Fallunterscheidung von Masse bewegter Luft größer/kleiner Masse des Gegenstandes machen.

(wenns dich interessiert: das erinnert mich an das "Problem", wie schnell sich eine Turbine drehen muss, damit das Wasser vollständig seine kin.Energie abgibt: http://www.leifiphysik.de/web_ph11/musteraufgaben/05_erhaltungssatz/stoppen/stoppen_l.htm )

wobei zusammenfassend: Da du so oder so ziemlich viel annähern musst wegen einigen nur abschätzbaren Größen, könntest du auch gleich eine ungenaue Methode wählen und einen Papierschnitzel vor den Ventilator tun, und vernachlässigen, dass es wahrscheinlich nicht genau eine Gerade fliegen wird.