Windkraft

Sebastian65 · Anmeldungsdatum: 16.08.2016 Beiträge: 2

Meine Frage:
Die Frage wäre. Bei welcher Windgeschwindigkeit wird eine Holzhütte von 2,2m höhe, 1,5m * 1,5m Grundfläche und einem Gewicht von 2800N umkippen, wenn der Wind senkrecht gegen eine Wand trifft.

Meine Ideen:
Mein Ansatz wäre das der Wind einen Druck von ca. p=850N/m^2 haben muss, weil die Hütte eine Seitenfläche von 2,2m * 1,5m hat, also 3,3 m^2. Rechne ich das jetzt hoch hätte der Wind doch eine Kraft von 850N/m^2 * 3,3m^2 = 2805N. Somit mehr als das Haus wiegt (2800N) und es müsste umfallen oder!?
Die Windgeschwindigkeit kann ich doch mit p=rho/ 2*v^2 ausrechnen!? rho= 1,2Kg/m^2 (von Luft).

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

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Vor dem Losrechnen würde ich erstmal über's "Umkippen" nachdenken (mit Skizze). Was bedeutet es - ganz am Beginn -, über welchen Punkt wird gekippt, wie wirken Windkraft und Gewicht, welche Rolle spielt der Schwerpunkt?

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5040

Sebastian65 · Anmeldungsdatum: 16.08.2016 Beiträge: 2

Hallo franz, über all die aufgezählten Punkte habe ich natürlich nachgedacht. Ich würde gern wissen ob mein Ansatz richtig ist.

Hallo DrStupid, ihre Formel kann ich selbst bei Wiki lesen (nicht das ich das nicht getan hätte), warum hat die Hütte einen Beiwert von 1? Auch von Ihnen würde ich gern wissen ob meine Idee wenigstens richtig ist!?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8575

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5862 Wohnort: jwd

Mach eine Skizze und trage die Kräfte ein.

Die Hütte kippt über eine Bodenkante = Drehachse

Bezogen auf die Drehachse treten 2 Momente auf:

1. Das Standmoment - Gewichtskraft der Hütte x Hebelarm
Die Gewichtskraft greift im Schwerpunkt der Hütte an.

2. Das Kippmoment - Kraft durch die Windströmung auf die der Kippkante gegenüberliegenden Wand x Hebelarm. Die Windkraft greift im Schwerpunkt der angeströmten Wand an.

Durch Gleichsetzen der beiden Momente kannst Du die Windkraft bestimmen, die gerade notwendig ist, um die Hütte im Gleichgewicht zu halten. Um die Hütte zu kippen, muss sie grösser sein.
Die dazugehörige Windgeschwindigkeit kannst Du mit der angegebenen Formel berechnen. Als Widerstandsbeiwert würde ich 2 ansetzen (Wand =Rechteckige Platte).

Wenn Du richtig gerechnet hast, erhältst Du

v > 21,95 m/s =79 km/h