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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
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 ML Verfasst am: 17. Dez 2019 02:06 Titel: Re: meins |
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| querdenker2 hat Folgendes geschrieben: |
Laut allem was ich weiss, und ich habe mir sogar die Muehe gemacht hier alles durchzulesen, muss da irgendwo ein Denkfehler drin sein. Hab ihn aber bis heute noch nicht gefunden... Sieht ihn einer von Euch? |
Nein, ich weiß noch nicht einmal, was das PM nun sein soll. Bislang hast Du nur ausgeführt, dass Du ein Volumen aus Stahl, Luft und Styropor unter Wasser tunken willst. Und dann?
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 17. Dez 2019 08:59 Titel: |
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| Zitat: | | muss da irgendwo ein Denkfehler drin sein. Hab ihn aber bis heute noch nicht gefunden... Sieht ihn einer von Euch? |
Ich sehe ihn. Mit der Auflösung werde ich aber noch bis morgen warten. Vielleicht haben ja noch andere User Lust am Tüfteln und denen möchte ich den Spaß nicht verderben.
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edit:
| PM hat Folgendes geschrieben: | | ich weiß noch nicht einmal, was das PM nun sein soll. Bislang hast Du nur ausgeführt, dass Du ein Volumen aus Stahl, Luft und Styropor unter Wasser tunken willst. Und dann? |
Mir ist der Grundgedanke klar, aber manche haben hier offensichtlich ein Vorstellungsproblem. Vielleicht stellt querdenker2 ja noch eine Skizze mit ein.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
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| ML Verfasst am: 17. Dez 2019 09:40 Titel: |
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| Frankx hat Folgendes geschrieben: |
Mir ist der Grundgedanke klar, aber manche haben hier offensichtlich ein Vorstellungsproblem. Vielleicht stellt querdenker2 ja noch eine Skizze mit ein.
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Eine Skizze ist vielleicht nicht verkehrt, aber vor allem wäre der Hinweis günstig, welche Energie er nutzen will oder welche Bewegung immerwährend stattfinden soll.
Andererseits kannst Du ja auch die Lösung sagen. So spannend finde ich die Analyse von PP nicht. Am Ende laufen sie immer darauf hinaus, dass irgendein Detail bei der Energieumwandlung nicht beachtet wurde.
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 17. Dez 2019 10:51 Titel: |
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| Zitat: | | aber vor allem wäre der Hinweis günstig, welche Energie er nutzen will oder welche Bewegung immerwährend stattfinden soll. |
Es soll eine Art "Riesenrad" unter Wasser stehen. Die Gondeln bestehen aus einer Kombination von flexiblem Auftriebselement (Styroporblock) und Masselelement.
Je nachdem, ob der Masseblock auf dem Auftriebselement liegt, oder daran hängt, ändert sich das Volumen des Auftriebskörpers geringfügig.
Soweit, so gut.
Der Grundgedanke dabei ist, dass man die Umorientierung jeweils an der obersten und untersten Gondel macht, so dass die aufsteigenden Gondeln mehr Auftrieb haben, als die absteigenden.
Dadurch soll sich das Rad fortwährend drehen (und dabei Energie liefern ?).
| Zitat: | | So spannend finde ich die Analyse von PP nicht. Am Ende laufen sie immer darauf hinaus, dass irgendein Detail bei der Energieumwandlung nicht beachtet wurde. |
Für mich ist es schon spannend, weil es darauf ankommt, ganz genau hinzuschauen. Ich finde ,das sind schöne Fingerübungen.
Das diesbezüglich schwierigste war für mich bisher das "Auftriebskapillar".
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querdenker2
Anmeldungsdatum: 16.12.2019
Beiträge: 10
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| querdenker2 Verfasst am: 18. Dez 2019 06:05 Titel: Danke |
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Hallo,
also erst man vielen Dank fuer die ganzen Posts.
Im speziellen an @Frankx.
Hast das Ganze echt gut erfasst.
Warum Du noch warten willst verstehe ich an sich zwar nicht, hast mich aber wirklich neugierig gemacht.
Wenn du den Druck des Wassers an der tiefsten Stelle mit in die Komprimierung des Zylinders mit einbeziehst, kann man auf der einen Seite eine noch groessere Summe an Auftrieben herausholen, was dann zu mehr moeglicher abnehmbarer Energie fuehren wuerde.
Aber warten wir mal die Loesung ab.
Gruesse
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 18. Dez 2019 09:27 Titel: |
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Da sich also sonst keiner zu einem Lösungsansatz hinreißen lässt, hier mein Vorschlag:
In der Konstruktion wird unterschlagen, dass auch für den Wechsel der Orientierung der Gondeln Energie aufgewendet werden muss (oben), bzw. Energie frei wird (unten).
Nun könnte man annehmen, dass dies ein Nullsummenspiel ist. Aber das ist es nicht.
Berücksichtigt man die unterschiedlichen Druckverhältnisse oben und unten, dann findet man, dass oben mehr Energie benötigt wird, als unten frei wird.
Die Differenz entspricht genau dem "Gewinn", welchen man am Rad durch die Auftriebsdifferenz von absteigenden zu aufsteigenden Gondeln gewinnen könnte.
Das Rad hat also, bei Vernachlässigung von Reibung und Abwärme, wie erwartet, eine Nullbilanz.
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querdenker2
Anmeldungsdatum: 16.12.2019
Beiträge: 10
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| querdenker2 Verfasst am: 18. Dez 2019 17:42 Titel: Fasst |
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| Frankx hat Folgendes geschrieben: | Da sich also sonst keiner zu einem Lösungsansatz hinreißen lässt, hier mein Vorschlag:
In der Konstruktion wird unterschlagen, dass auch für den Wechsel der Orientierung der Gondeln Energie aufgewendet werden muss (oben), bzw. Energie frei wird (unten).
Nun könnte man annehmen, dass dies ein Nullsummenspiel ist. Aber das ist es nicht.
Berücksichtigt man die unterschiedlichen Druckverhältnisse oben und unten, dann findet man, dass oben mehr Energie benötigt wird, als unten frei wird.
Die Differenz entspricht genau dem "Gewinn", welchen man am Rad durch die Auftriebsdifferenz von absteigenden zu aufsteigenden Gondeln gewinnen könnte.
Das Rad hat also, bei Vernachlässigung von Reibung und Abwärme, wie erwartet, eine Nullbilanz.
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Wenn man davon ausgeht, dass nur 4 der "Elemente" an diesem Karussell befestigt sind, stimmt das vielleicht.
Ich sollte vielleicht noch dazu sagen, dass dieses Karussell nicht rund, sondern eher nur eine Auf- und eine Abfahrtstrecke hat.
Wenn ich jetzt 100 in der Auftriebsstrecke und genauso viele, die absinken habe, dann ist die Energie, die zum drehen vom einem benoetigt wird, fasst schon vernachlaessigbar.
Das heisst, auf der einen Seite ziehen alle nach oben und auf der anderen alle nach unten. Daraus muesste sich eine Rotation ergeben, aus der man Energie entnehmen koennte, oder?
Oder wo habe ich schon wieder einen Fehler gemacht?
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 18. Dez 2019 18:25 Titel: |
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| Zitat: | | Ich sollte vielleicht noch dazu sagen, dass dieses Karussell nicht rund, sondern eher nur eine Auf- und eine Abfahrtstrecke hat. |
Das spielt für die Energiebilanz keine Rolle.
| Zitat: | | Wenn ich jetzt 100 in der Auftriebsstrecke und genauso viele, die absinken habe, dann ist die Energie, die zum drehen vom einem benoetigt wird, fasst schon vernachlaessigbar. |
Wie ich bereits schrieb, entspricht die zum Umorientieren einer Gondel nötige Energie exakt dem "Gewinn" aus dem unterschiedlichen Auftriebsverhalten dieser einen Gondel beim Absinken oder Aufsteigen. (Vielleicht hatte ich das nicht ganz so deutlich ausgedrückt.)
Du meinst also, wenn man bei einer Gondel bei einem vollständigen Umlauf keinen Gewinn (unter Berücksichtigung von Reibung und Abwärme sogar Miese) macht, dann wird es mit 100 Gondeln besser?
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querdenker2
Anmeldungsdatum: 16.12.2019
Beiträge: 10
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| querdenker2 Verfasst am: 19. Dez 2019 03:15 Titel: |
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Hallo,
also jetzt verstehe ich Dein Argumentation leider nicht.
Wie willst Du wissen, wie viel Energie der gesamte Weg von ganz unten bis ganz oben "freisetzt"?
Die Energie, die aufzubringen ist, um die zwei Gondel zu drehen, muss doch mMn. von der Energie, die die 198 anderen Gondeln bereitstellen, abgedeckt werden, damit das System am laufen bleibt.
Oder anders gesagt, 198 Gondeln drehen 2 um.
Und wenn sie das nicht schaffen, dann hast Du recht, dass es sich nicht drehen wird.
Aber ich glaube, ob sie es schaffen haengt davon ab, wie viel Auftriebsunterschied pro Gondel generiert wird.
Ich glaube nicht, dass man da das System auf den Weg einer einzigen Gondel vereinfachen kann. Vielleicht ist das auch mein Denkfehler.
Das Ganze ist doch in diesem Fall mehr als die Teile der Komponenten.
Also wenn ich auf einer Strecke von 100 m 100 Leute in einer Richtung ziehend habe und 100 Leute ziehen auf der anderen Seite in die andere Richtung, dann moechte ich nicht unbedingt an Wendepunkt stehen, weil da die Kraft von 200 Leuten auf mich wirkt, um meine Richtung zu aendern.
Wie da allerdings die Energiebilanz aussieht habe ich wahrscheinlich die falsche Vorstellung.
Koenntest Du mir das bitte nochmal erklaeren?
Gruesse
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 19. Dez 2019 16:50 Titel: |
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| Zitat: | | Wie willst Du wissen, wie viel Energie der gesamte Weg von ganz unten bis ganz oben "freisetzt"? |
Das lässt sich für eine Gondel leicht berechnen. Die Energie bzw. Arbeit ist das Integral der Kraft über den Weg.
Die Auftriebskraft einer Gondel ist hier nicht konstant, sondern hängt auch von der jeweiligen aktuellen Tiefe ab. Deshalb ist hier das Integral zu berechnen und nicht einfach Kraft x Weg.
Aber es ist auch wieder nicht so kompliziert, da sich die Auftriebskraft über den Weg nur linear ändert, da der Druck mit der Tiefe linear zunimmt.
Wird nun bei einem vollständigem Umlauf gerade so viel Energie frei, wie man zum Umorientieren benötigt, dann hat man keinen Gewinn, egal wie viele Gondeln man verwendet.
Denn wenn man denen Energie entnimmt, um die oberste zu kippen, dann fehlt denen später der Betrag für die eigene Kippbewegung.
Im Bild sind die unterschiedlichen Tiefen mit t1 bis t4 bezeichnet.
Die Gondel (gelb) ist jeweils am Auge aufgehängt. Sie sei selbst masselos.
Ebenso ist der flexible Auftriebskörper (blau) masselos.
Der Massekörper mit Masse m ist rot dargestellt.
Um die komplette Gondel oben auf den Kopf zu stellen, muss eine Arbeit von Eo=m*g*(l1+l2) verrichtet werden.
Unten kippt die Gondel wieder in die Ausgangslage. Es wird dabei eine Arbeit von Eu=m*g*(l3+l4) frei.
Da auf Grund der unterschiedlichen Tiefendrücke (l1+l2)>(l3+l4) ist, muss oben mehr Arbeit verrichtet werden, als unten frei wird.
Diese Energiedifferenz steigt linear mit der Tiefendifferenz zwischen oben und unten.
Im Ergebnis gewinnt man also zwar durch einen größeren Tiefenunterschied mehr Energie durch die Auftriebsdifferenz links-rechts, aber man verliert exakt diesen Betrag bei der Umorientierung der Gondeln jeweils oben und unten.
Ich hoffe, es ist etwas klarer geworden.
Für eine formelmäßige Ableitung bin ich heute zu faul. Vielleicht hat ja jemand anderes Lust dazu.
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| Beschreibung: |
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1557 mal |
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querdenker2
Anmeldungsdatum: 16.12.2019
Beiträge: 10
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| querdenker2 Verfasst am: 19. Dez 2019 20:19 Titel: Wau |
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hallo @frankx,
also erst mal vielen dank. hast dir da ja echt viel muehe gemacht.
ich verstehe immer noch nicht, warum man das auf eine einzige gondel beschraenken kann.
wenn die gondel umgedreht ist, reit sie sich doch wieder ins system ein und gibt damit dem system alle energie zurueck, die sie ihm durch das drehen "entnommen" hat.
ausserdem aendert sich die kippenergiediferenz mMn nicht so stark, wie die energie die ich durch den auftrieb entnehmen kann, die doch von der auftriebsstrecke mehr abhaenig ist.
und ich schaetze, du hast recht, dass das oben mehr als unten ist.
aber was ist mit der ganzen energie, die auf dem rauf- bzw. runterweg dem system "zugefuehrt" worden ist?
ausserdem hatte ich mir die vereinfachung, die du mit den gondeln gemacht hast auch schon ueberlegt. aber die scheint so nicht zu funktionieren.
es muessen wirklich zwei separate koerper sein, die mit einem zylinder mit einander verbunden sind, sonst funktioniert das mit dem auftrieb nicht.
und um die schache zum schluss noch viel mehr zu verkomplizieren habe ich mir gedacht, wenn man nun einen luftaustauch zwischen zylindern ermoeglicht, um die ganze sache mit dem auftrieb noch zu optimieren.
also sobald die gondel gekippt ist, wird der entstehende druck im kolben zum ausgleichen des entstehenden unterdrucks auf der anderen seite genutzt.
so habe ich voll ausgezogene zylinder auf der einen und komplett zusammengeschobene auf der anderen seite.
gruesse
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 19. Dez 2019 20:50 Titel: |
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| Zitat: | | wenn die gondel umgedreht ist, reit sie sich doch wieder ins system ein und gibt damit dem system alle energie zurueck, die sie ihm durch das drehen "entnommen" hat. |
Du hast es erfasst. Sie gibt beim Rest eines Umlaufes exakt so viel Energie ins System zurück, wie sie für das Drehen oben entnommen hat. Damit kann also keine zusätzliche Energie gewonnen werden. Unter Berücksichtigung von Reibung und Abwärme wird es dann zum Minusgeschäft.
Bevor du nicht verstanden hast, wieso es keinen Unterschied macht, ob man eine oder hundert Gondeln im Umlauf hat, ist es müßig die weiteren Details zu untersuchen.
Bei einem 5-Zylinder-Motor bringt jeder Zylinder 1/5 der Gesamtleistung. Wenn die Bilanz für jeden einzelnen dieser 5 Zylinder negativ ausfällt, dann wird auch die Bilanz insgesamt nicht besser.
Mehr Gondeln und mehr Zylinder machen nur Sinn, wenn sich für jede einzelne Gondel und für jeden einzelnen Zylinder eine positive Bilanz ergibt.
Wenn man 11 Gondeln hat, dann liefert jeder der 10 restlichen Gondeln jeweils 1/10 der benötigten Energie, um die gerade oberste zu drehen. Das muss jede der 10 restlichen Gondeln genau 10 mal abliefern, bevor sie selbst wieder mit der Drehung dran ist.
Jede Gondel gibt also 10 x 1/10 ihrer Energie ab und erhält bei der Drehung oben genau 10 x 1/10 der Energie der restlichen Gondeln.
Fällt da was auf?
| Zitat: | | und um die schache zum schluss noch viel mehr zu verkomplizieren habe ich mir gedacht, …. |
Das macht es sicher komplizierter, aber am Ergebnis wird sich nichts ändern, da wiederum Aufwand resp. Arbeit betrieben werden muss, um die Luft gegen den Wasserdruck auf die andere Seite zu schaffen.
Du kannst Energie wie Taschengeld von einer Hosentasche in die andere schaufeln, so oft du willst, aber es wird dabei nicht mehr.
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querdenker2
Anmeldungsdatum: 16.12.2019
Beiträge: 10
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| querdenker2 Verfasst am: 20. Dez 2019 04:03 Titel: etwas |
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| Frankx hat Folgendes geschrieben: |
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Mehr Gondeln und mehr Zylinder machen nur Sinn, wenn sich für jede einzelne Gondel und für jeden einzelnen Zylinder eine positive Bilanz ergibt.
...
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danke, ich glaube so halbwegs habe ich es jetzt verstanden...
| Frankx hat Folgendes geschrieben: |
...
Das macht es sicher komplizierter, aber am Ergebnis wird sich nichts ändern, da wiederum Aufwand resp. Arbeit betrieben werden muss, um die Luft gegen den Wasserdruck auf die andere Seite zu schaffen.
Du kannst Energie wie Taschengeld von einer Hosentasche in die andere schaufeln, so oft du willst, aber es wird dabei nicht mehr.
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mit dem von eine in die andere hosentasche hast du recht, wenn sie von der gleichen hose sind 
aber da ich ja den auftriebsunterschied das "luftumschaufeln" machen lasse, muss ich dafuer keine zusaetzliche energie aufwenden. genauer gesagt koennte man daraus sogar noch energie gewinnen.
aber um auf das eigentliche wieder zurueckzukommen:
wenn du schreibst, dass ein motor nicht funktioniert, weil ein kolben nicht in der lage ist, ueber die totpunkte zu kommen, weil du nur einen kolben betrachtest, stimmt das nicht, weil ein motor mit mehreren kolben eben das schon kann.
und wenn du schreibst, dass unabhaeig von abmassen die relative energie immer gleich null ist, ist das wie wenn ich schreiben wuerde, dass ein motor immer die gleich leitung hat, egal wie viel cm3 er hat.
ich glaube aber, dass du recht hast und der knackpunkt wirklich beim umdrehen liegt.
weil ich anfangs sogar in meinem model das ueber der wasseroberflaeche machen wollte, aber es wieder verworfen habe, weil ich die gondeln ja so aus dem wasser heben muesste, was einiges mehr an energie verbrauchen wuerde.
also ist es intelligenter, das ganze unter wasser zu machen.
und in kombination mit der luftverbindung koennte ich die komplette energie dafuer aus dem auftriebsunterschied hernehmen.
also die gondel mit ausgezogenem zylinder bis zum hoechten punkt aufsteigen lassen und dann den zylinder durch den unterdruck von einer gondel weiter unten zusammenziehen und dadurch die gondel wieder auf den abwaertsweg bringen.
ist wie bei einem verbrennungsmotor. ohne die anderen zylinder oder genug traegheit durch die rotation laeuft er auch nicht.
tja, wenn ich geld gehabt haette, um einen prototyp zu bauen, dann haette ich wahrscheinlich gesehen, woran es liegt.
aber etwas auszuprobieren, was nicht sehr viel erfolgsmoeglichkeiten hat, macht ja nicht sehr viel sinn.
also lieber alles nur theoretisch machen...
vielen dank fuer deine muehe.
gruesse
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 21. Dez 2019 14:51 Titel: |
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| Zitat: | | aber da ich ja den auftriebsunterschied das "luftumschaufeln" machen lasse, muss ich dafuer keine zusaetzliche energie aufwenden. |
Das mag sein, aber …
| Zitat: | | genauer gesagt koennte man daraus sogar noch energie gewinnen. |
... das funktioniert eben aus oben genannte Gründen nicht.
| Zitat: | | wenn du schreibst, dass ein motor nicht funktioniert, weil ein kolben nicht in der lage ist, ueber die totpunkte zu kommen, weil du nur einen kolben betrachtest, stimmt das nicht, weil ein motor mit mehreren kolben eben das schon kann. |
Nein, ich sprach nicht vom Problem der Überwindung des Totpunktes, sondern von der Energiebilanz eines kompletten Umlaufes.
Ein einzelner Zylinder kann die für die Überwindung des Totpunktes notwendige Energie entweder selbst vorher in einem Zwischenspeicher ablegen (Schwungrad), oder er borgt sie sich bei anderen Zylindern mit der Maßgabe eben den exakt gleichen Betrag wieder zurück zu geben.
Wenn aber die Energiebilanz eines vollständigen Umlaufes negativ ausfällt, dann nutzt beides nichts.
| Zitat: | | und wenn du schreibst, dass unabhaeig von abmassen die relative energie immer gleich null ist, ist das wie wenn ich schreiben wuerde, dass ein motor immer die gleich leitung hat, egal wie viel cm3 er hat. |
Diese Aussage bezog sich auf Motoren, deren Bilanz exakt Null ist.
Wenn ein Motor eine Leistung von genau Null abgibt, dann erreicht man auch nicht mehr, wenn man zwei oder 100 dieser Motoren zusammen schaltet.
| Zitat: | | ...und in kombination mit der luftverbindung koennte ich die komplette energie dafuer aus dem auftriebsunterschied hernehmen. |
Das könnte man, aber es bleibt dann eben auch nichts übrig. Unter Berücksichtigung von Reibung und Abwärme wird es ein Minusgeschäft.
| Zitat: |
aber etwas auszuprobieren, was nicht sehr viel erfolgsmoeglichkeiten hat, macht ja nicht sehr viel sinn. |
Wenn man dabei was lernen kann, warum nicht?
| Zitat: | | also lieber alles nur theoretisch machen... |
Schau die die Formeln zur Berechnung mechanischer Arbeit (potentielle und kinetische Energie) an, auch die Formeln für die Berechnung der Volumenänderungsarbeit bei isothermischen Prozessen.
Berechne die Energieänderungen zwischen den 4 in meiner Skizze dargestellten Positionen. Dann sollte dir endgültig klar sein, wieso das PM nicht so funktioniert, wie du dir das wünschst.
| Zitat: | | vielen dank fuer deine muehe. |
Bitte.
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