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Genau mit dem Wind, schneller als der Wind
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A.T.



Anmeldungsdatum: 06.02.2010
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Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 00:47    Titel: Genau mit dem Wind, schneller als der Wind Antworten mit Zitat

Erstmal ein schönes Physik-Rätsel (bitte mit Sound anschauen):
http://www.youtube.com/watch?v=k-trDF8Yldc

Und hier eine interessante Anwendung:
http://www.youtube.com/watch?v=xHsXcHoJu-A

Kann ein nur vom konstanten Wind angetriebenes Landfahrzeug mit dem Wind fahren (gleiche Richtung wie die Luft relativ zum Boden) und dabei schneller sein als der Wind?
dachdecker2
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Beitrag dachdecker2 Verfasst am: 07. Feb 2010 10:43    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, was im Link gezeigt wird ist so nicht möglich.

Ein Gerät kann aus der Bewegung der Luft kann man nur Leistung herausziehen, wenn sich die Luft gegenüber dem Gerät bewegt. Das bedeutet, dass sich ein Windbetriebenes Gerät mit dem wind nicht schneller bewegen kann als der Wind selbst.

Alternativ wäre möglich, "stationär" Leistung aus der Luft zu ziehen und diese dann an das zu bewegende Gerät zu übermitteln - dann wäre die Windgeschwindigkeit keine Begrenzung.

Eine andere Alterntive ist, das Gerärt nicht in Windrichtung zu bewegen - schon beim Segen sind theoretisch (keine Ahnung, ob man das tatsächlich mit Reibungsverlusten noch rausholen kann) höhere Geschwindigkeiten als Windgeschwindigkeit möglich, wenn man das Gerät z.B. senkrecht zum Wind bewegt.

Denkbar wäre auch, das Gerät gegen den Wind fahren zu lassen - auch da sollte zumindet theoretisch mehr als Windgeschwindigkeit drin sein.

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Gruß, dachdecker2

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A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 11:34    Titel: Antworten mit Zitat

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:

Ein Gerät kann aus der Bewegung der Luft kann man nur Leistung herausziehen, wenn sich die Luft gegenüber dem Gerät bewegt.

Das ist richtig für ein Gerät das nur Kontakt mit der Luft hat. Aber dieser Propeller-Wagen hat Kontakt mit Luft & Boden die sich immer relativ zueinander bewegen.

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:

Das bedeutet, dass sich ein Windbetriebenes Gerät mit dem wind nicht schneller bewegen kann als der Wind selbst.

Und warum kann sich dann das Lineal-getriebene Gerät schneller bewegen als das Lineal selbst?

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:

Eine andere Alterntive ist, das Gerärt nicht in Windrichtung zu bewegen - schon beim Segen sind theoretisch (keine Ahnung, ob man das tatsächlich mit Reibungsverlusten noch rausholen kann) höhere Geschwindigkeiten als Windgeschwindigkeit möglich, wenn man das Gerät z.B. senkrecht zum Wind bewegt.

Eissegeler schafen es locker 3 mal schneller als der Wind zu fahren, mit einem Winkel von weniger als 30° zu Windrichtung. D.h. ihre Geschwindigkeits-Komponente in Windrichtung ist größer als die Windgeschwindigkeit. Mit einen Zik-Zak-Kurs können sie den Wind überholen.

Die Frage ist, ob man ein Fahrzeig bauen kann, das dies ohne Zik-Zak-Kurs schafft, direkt in Windrichtung.

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Denkbar wäre auch, das Gerät gegen den Wind fahren zu lassen

Das ist möglich, und wie sieht das ganze dann im Bezugssystem der Luft aus? Die Luft ruht und der Wagen bewegt schneller als der Boden. Warum nicht mal hier Luft & Boden vertauschen?
dachdecker2
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Beitrag dachdecker2 Verfasst am: 07. Feb 2010 13:32    Titel: Antworten mit Zitat

A.T. hat Folgendes geschrieben:
Und warum kann sich dann das Lineal-getriebene Gerät schneller bewegen als das Lineal selbst?


Das "linealbetriebene" Gerät hat ein Getriebe (die zwei verschiedenen Durchmesser der Garnrollen). Abgesehen davon bezieht das "linealbetriebene" Gerät seine Energie aus der Relativbewegung zwischen Lineal und Untergrund - das windbetriebene Gerät im anderen Video kann das nicht.

A.T. hat Folgendes geschrieben:
Das ist möglich, und wie sieht das ganze dann im Bezugssystem der Luft aus? Die Luft ruht und der Wagen bewegt schneller als der Boden. Warum nicht mal hier Luft & Boden vertauschen?


Weil der Energieerhaltungssatz noch nicht widerlegt worden ist, gehe ich davon aus, dass man ohne Luftbewegung keine Energie aus eben dieser ziehen kann (die maximal erreichbare Geschwindigkeit in Windrichtung ist die Windgeschwindigkeit - an dieser Stelle bekommt man keine Energie mehr aus dem Wind). Hast du schon einen Eissegler gesehen, der sich schneller als der Wind bewegt (alleine die Bewegungskomponente in Windrichtung), bei dem aber das Segel nicht nach hinten durchgängt und wie ein aufgespannter "Bremsfallschirm" wirkt?

Ich sage nicht, dass ein Gerät nicht schneller als der Wind in Windrichtung bewegt werden kann - aber aus dem Wind wird der Vortrieb sicher nicht gespeist sein. Wenn es anders wäre, wären sämtliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmoter völliger Schwachsinn - man müsste das Fahrzeug nur bei Windstille anschieben, um eine Relativbewegung zur Luft zu bekommen und könnte ansonsten direkt losfahren.

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Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 14:04    Titel: Antworten mit Zitat

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
A.T. hat Folgendes geschrieben:
Und warum kann sich dann das Lineal-getriebene Gerät schneller bewegen als das Lineal selbst?


Das "linealbetriebene" Gerät hat ein Getriebe

Warum kann der windgetriebene Wagen nicht die gleiche Übersetzung haben?

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Abgesehen davon bezieht das "linealbetriebene" Gerät seine Energie aus der Relativbewegung zwischen Lineal und Untergrund - das windbetriebene Gerät im anderen Video kann das nicht.

Warum nicht?

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
A.T. hat Folgendes geschrieben:
Das ist möglich, und wie sieht das ganze dann im Bezugssystem der Luft aus? Die Luft ruht und der Wagen bewegt schneller als der Boden. Warum nicht mal hier Luft & Boden vertauschen?

Weil der Energieerhaltungssatz noch nicht widerlegt worden ist,

Wo wird er denn verletzt? Du hast Kontakt mit zwei Medien, die sich relativ zueinander bewegen. Wenn du es schaffst diese Bewegung abzubremsen, hast du Energie rausgehollt. Das gilt auch wenn du dich in Ruhe zu einem der Medien befindest, wie der Wagen bei Windgeschwindigkeit.

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:

gehe ich davon aus, dass man ohne Luftbewegung keine Energie aus eben dieser ziehen kann

Es gibt Luftbewegung relativ zum Boden.

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:

Hast du schon einen Eissegler gesehen, der sich schneller als der Wind bewegt (alleine die Bewegungskomponente in Windrichtung), bei dem aber das Segel nicht nach hinten durchgängt und wie ein aufgespannter "Bremsfallschirm" wirkt?

Ja das schaffen sie kontinuierlich:
http://www.nalsa.org/Articles/Cetus/Iceboat%20Sailing%20Performance-Cetus.pdf (seite 4)

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Ich sage nicht, dass ein Gerät nicht schneller als der Wind in Windrichtung bewegt werden kann - aber aus dem Wind wird der Vortrieb sicher nicht gespeist sein. Wenn es anders wäre, wären sämtliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmoter völliger Schwachsinn - man müsste das Fahrzeug nur bei Windstille anschieben, um eine Relativbewegung zur Luft zu bekommen und könnte ansonsten direkt losfahren.

Nein, du brauchst eine Relativbewegung der Luft zum Boden, die du abbremsen kannst, um Energie zu gewinnen. Bei Windstille geht das nicht.
dachdecker2
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Beitrag dachdecker2 Verfasst am: 07. Feb 2010 15:13    Titel: Antworten mit Zitat

A.T. hat Folgendes geschrieben:
dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Abgesehen davon bezieht das "linealbetriebene" Gerät seine Energie aus der Relativbewegung zwischen Lineal und Untergrund - das windbetriebene Gerät im anderen Video kann das nicht.

Warum nicht?


Weil es eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen sich und dem Wind, nicht zwischen dem Wind und dem Untergrund nutzen kann. Wobei ich - auch wenn es mir nicht logisch erscheint - vielleicht nicht ausschließen sollte, dass man mit dem Wind schneller als der Wind fahren kann.

A.T. hat Folgendes geschrieben:
Du hast Kontakt mit zwei Medien, die sich relativ zueinander bewegen. Wenn du es schaffst diese Bewegung abzubremsen, hast du Energie rausgehollt.


Ich würde es etwas anders Formulieren - das Ziel ist ja nicht "nur" Energie da rauszuholen - man will ja ene ganz bestimmte Art Energie haben, die man weiterverwenden kann (Reibungswärme z.B. ist kein Problem, in diesem Zusammenhang ist die aber nicht nutzbar). Und wenn man da Energie rausholt, muss sich die Relativgeschwindigkeit zwischen Luft und Untergrund zwangsläufig verringern.

Dein letzter Link scheint deutlich zu zeigen, dass ich mit meinem Einwand "... alleine Bewegungskomponente in Windrichtung ..." einen Schnellschuss abgeliefert habe. Für den Segler ist von Bedeutung, dass das Segel zwischen der Bewegungs- und der Windrichtung ausgerichtet ist.

Einen Propellerflügel kann man sich als eine Art Segel vorstellen, das man zwischen der Bewegungsrichtung und der Windrichtung ausrichtet und dann noch Energie daraus abziehen kann. Das scheint der Punkt zu sein, wo ich eher rechnen als schätzen sollte - ich setz mich mal hin und denke etwas länger darüber nach.

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A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 17:17    Titel: Antworten mit Zitat

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
A.T. hat Folgendes geschrieben:
dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Abgesehen davon bezieht das "linealbetriebene" Gerät seine Energie aus der Relativbewegung zwischen Lineal und Untergrund - das windbetriebene Gerät im anderen Video kann das nicht.

Warum nicht?

Weil es eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen sich und dem Wind, nicht zwischen dem Wind und dem Untergrund nutzen kann.

Mein "Warum nicht?" bezog sich ja gerade auf das rote "nicht". Warum kann der Wagen nicht Energie aus der Relativbewegung zwischen Luft und Boden ziehen?


dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
A.T. hat Folgendes geschrieben:
Du hast Kontakt mit zwei Medien, die sich relativ zueinander bewegen. Wenn du es schaffst diese Bewegung abzubremsen, hast du Energie rausgehollt.

Ich würde es etwas anders Formulieren - das Ziel ist ja nicht "nur" Energie da rauszuholen - man will ja ene ganz bestimmte Art Energie haben, die man weiterverwenden kann

Richtig man will beschleunigen, und zwar in eine bestimmte Richtung: entgegengesetzt dem bewegenden Medium, wenn das andere Medium ruht. Ist das möglich?

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:

Und wenn man da Energie rausholt, muss sich die Relativgeschwindigkeit zwischen Luft und Untergrund zwangsläufig verringern.

Auf jeden Fall.

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Einen Propellerflügel kann man sich als eine Art Segel vorstellen,

Thumbs up!
VeryApe



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Beitrag VeryApe Verfasst am: 07. Feb 2010 19:29    Titel: Antworten mit Zitat

Zum ersten Video:

Dieser Versuch ist nicht rätselhaft. Er ergibt sich aus der Rollbedingung die zwischen allen Auflagepunkte herrscht.
Das kann man mit den dynamischen Grundgesetzen einfach beschreiben.

Was er dir nämlich nicht zeigt in dem Film ist, wenn er das Lineal mit einer größeren Kraft nach rechts schiebt, dann bewegt sich das Gerät nicht mehr schneller als das Lineal, weil dann alles in Gleitreibung verfällt.
dann wandert das Lineal schneller als das Gerät. Das gilt nur solange die Rollbedingung efüllt ist und in jeden Punkt haftreibung herrscht.

Wie dachdecker schon sagte ist das solang wie die Rollbedingung erfüllt ist, so eine Art Getriebe.


Zum 2. Video schneller als der Wind zufahren.

Der Rückschluss des schneller Fahrens als der Wind mit den Wind, wird ja dadurch gezogen das das Gerät am Förderband vorwärts fährt.
Das ist aber ein Trugschluss.

Angenommen die Räder besitzen schon vorher eine Winkelgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn so ist es nur eine Sache des Radius der Rollen das man die Winkelgeschwindigkeit so groß wählt das am Förderband keine relativgeschwindigkeit entsteht. Somit steht das Gerät am Förderband. Schaltet man dann noch einen Propeller ein gibts ne Vorschub bewegung.

In diesem Fall ist es aber so das der Propeller gekoppelt mit den Rollen wird und die Rollen werden aufs band gesetzt.

Somit wird hier den Fließband Energie entzogen, weil das Fließband die Rollen samt Propeller antreibt. Die Vorschubbewegung kommt durch einen geigneten Propeller die Energie dafür stammt aus dem Fließband EMotor.

wenn du dieses Gerät aber jetzt auf der Strasse fahren lässt dann gibts keine Fließband energie. Da gibts nur die Windenergie.

Das heißt hier wird der Propeller nicht durch die Rollen angetrieben weil die auf einen Fließband sind, sondern hier treibt der Propeller die Rollen an. und das geht nur solange der Wind schneller ist als der Propeller. sonst gibts keinen Druck auf den Propeller. Das Gerät erhöht die Geschwindigkeit nicht mehr.
A.T.



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Beiträge: 343

Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 20:16    Titel: Antworten mit Zitat

VeryApe hat Folgendes geschrieben:

Was er dir nämlich nicht zeigt in dem Film ist, wenn er das Lineal mit einer größeren Kraft nach rechts schiebt, dann bewegt sich das Gerät nicht mehr schneller als das Lineal, weil dann alles in Gleitreibung verfällt.

Das kommt darauf an, wie groß die Gleitreibung ist, also wie stark er das Lineal runterpresst und auf die Materialien. Auch ein etwas rutschendes Lineal könnte es schneller antrieben es sich selbst bewegt.

VeryApe hat Folgendes geschrieben:

Wie dachdecker schon sagte ist das solang wie die Rollbedingung erfüllt ist, so eine Art Getriebe.

Ja, das ist ein Getriebe. Aber ist ein Propeller der sich durch die Luft arbeitet nicht auch eine Art Getriebe?
http://d4649391.u70.websitesource.net/images/Worm_Gear_small.JPG

VeryApe hat Folgendes geschrieben:

Der Rückschluss des schneller Fahrens gegen den Wind, wird ja dadurch gezogen das das Gerät am Förderband vorwärts fährt.
Das ist aber ein Trugschluss.

Stell dich auf das Förderband. Dann bewegt sich die Luft nach vorne, und der Wagen auch, nur schneller als die Luft. Das ist nur ein anderes Bezugssystem, wichtig ist die Relativbewegung von Boden, Luft und Wagen.

VeryApe hat Folgendes geschrieben:

wenn du dieses Gerät aber jetzt auf der Strasse fahren lässt dann gibts keine Fließband energie. Da gibts nur die Windenergie.

Der Wagen "weißt" nicht, woher die Energie für die Relativbewegung von Luft und Boden kommt.

VeryApe hat Folgendes geschrieben:

Das heißt hier wird der Propeller nicht durch die Rollen angetrieben weil die auf einen Fließband sind, sondern hier treibt der Propeller die Rollen an.

Warum sollte sich der gleiche Wagen plötzlich anders verhalten, obwohl sich aus seiner Sicht nichts geändert hat. Er interagiert nur mit Boden und Luft, und bewegt sich genauso relativ zu den beiden, wie auf dem Förderband. Sonst wäre doch das klassische Relativitätsprinzip verletzt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A4tsprinzip#Klassische_Mechanik
VeryApe



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Beitrag VeryApe Verfasst am: 07. Feb 2010 20:58    Titel: Antworten mit Zitat

A.T hat Folgendes geschrieben:

Das kommt darauf an, wie groß die Gleitreibung ist, also wie stark er das Lineal runterpresst und auf die Materialien. Auch ein etwas rutschendes Lineal könnte es schneller antrieben es sich selbst bewegt.


Das stimmt sicherlich das es auf die Materiaien draufankommt und wie stark es zu Boden drückt das erhöhrt die Haftreibung.

Sind die Rollen unten unter Haftreibung (rollbedingunt) so ist es zwangsläufig das sich die obere Rolle gegen den Uhrzeigersinn bewegt. ist das Lineal auch unter Haftreibung. (Rollbedingung) so ist es zwangsläufig das das Lineal sich langsamer bewegen muß als das Gerät.

Fallen die unteren Rollen aus der Haftreibungsgrenze so wird sich die obere Rolle nicht mehr gegen den Uhrzeigersinn drehen. so daß selbst wenn das Lineal noch unter Rollbedingung ist . das Lineal sich schneller bzw gleichschnell bewegt als das Gerät.

Fällt das Lineal oben aus der Haftreibungsgrenze so ist es zwangsläufig das die unteren Rollen nicht mehr dagegen wirken können. Somit bewegt sich das Lineal auch hier schneller bzw gleichschnell je nachdem.

[quote ="A.T"] Auch ein etwas rutschendes Lineal könnte es schneller antrieben als es sich selbst bewegt.
[/quote]

falsch. von der Beschleunigung her nicht. es können jedoch geschwindigkeitsdifferenzen bestehen wenn es vorher unter Haftreibung war. aber so wie es rutscht holt es auf.

AT hat Folgendes geschrieben:

Stell dich auf das Förderband. Dann bewegt sich die Luft nach vorne, und der Wagen auch, nur schneller als die Luft. Das ist nur ein anderes Bezugssystem, wichtig ist die Relativbewegung von Boden, Luft und Wagen.


Ja stimmt weil in dem Fall die gesamte Energie vom EMotor des Föderbands kommt. Deswegen bewegt sich der Wagen schneller als die Luft.
Frage? wer treibt denn deiner Meinung nach die Rollen an und den Propeller?

Wenn du den Propeller senkrecht stellst könnte das Gerät auch abheben, versteh nicht was du mir damit erklären willsd. die Energie kommt vom Fließband. schalte das Fließband ab und lass das Gerät laufen. wirsd sehen das es zum stehen kommt, zwar etwas länger dauernd durch die Rollreibung bzw geringe Lagereibwerte. aber es steht , oder zweifelst du an dem auch und wunderst dich das dein Fahrrad zum stehen kommt selbst wenn du mit dem Pedalen ein Propeller antreibst der auch eine Vorschubbewegung am Fahrrad bringt. wenn du nicht mehr tritts wird der Propeller langsamer und das Fahrrad.
Indem Fall bringst du die Energie durch die Pedale.

AT hat Folgendes geschrieben:

Der Wagen "weißt" nicht, woher die Energie für die Relativbewegung von Luft und Boden kommt.


Stimmt der ist auch kein Physiker Augenzwinkern, aber die Leute hier drinnen

AT hat Folgendes geschrieben:
Warum sollte sich der gleiche Wagen plötzlich anders verhalten, obwohl sich aus seiner Sicht nichts geändert hat. Er interagiert nur mit Boden und Luft, und bewegt sich genauso relativ zu den beiden, wie auf dem Förderband. Sonst wäre doch das klassische Relativitätsprinzip verletzt:


Was hat das mit dem Relativitätsprinzip zum tun.
Hier ändert sich einzig allein nur der Energielieferant. und der ist hier kein EMotor sondern die Wind energie.
verstehst du das nicht.

Der Popeller treibt die Rollen an. wenn du dieses Gerät nimmst und du drehst den Propeller mit der hand dann drehen sich die Räder hörst du auf zu drehen dann wird der Propeller samt rollen langsamer aufgrund da Lagerreibung und aufgrund das keine Energiequelle mehr da ist.

Der Antrieb ist die Windenergie und sonst nix.
was soll ihn deiner Meinung nach antreiben.
Du musst mal verstehen das im Laufband system das ganze nur so abrennt weil der EMotor des Fließband infolge von Strom die Energie liefert und nicht die strömende Luft die bremst in dem Fall noch weil er sich nach vorn bewegt. kostet also zusätzlich EMotr energie.
dachdecker2
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Beitrag dachdecker2 Verfasst am: 07. Feb 2010 21:53    Titel: Antworten mit Zitat

Ich bin noch nicht wirklich dazu gekommen, lange darüber zu sinnieren Augenzwinkern ...

Zu der Garnrollengeschichte:
Ich hatte mir vorgestellt, wie sich das größere Rad bewegt, wenn man den Garnrollenwagen direkt bewegt. Dabei bin ich zum schluss gekommen, dass die oberseite sich in Fahrtrichtung bewegt, durch die Übersetzung aber vom Wagen aus gesehen etwas langsamer als der Untergrund. Von da aus ist der Schritt, den Wagen über die Oberseite des größeren Rades zu bewegen nicht weit.

Zu der Propellersache:
Wenn man es hinbekommt die Lager und das Getriebe an der Antriebsachse mehr oder weniger Reibungsfrei zu bekommen, sollte die Apparatur (die ich oben noch für einen irgendwiegearteten Fake gehalten hatte) doch möglich sein. Es sollte keine Rolle spielen, ob man sein Bezugssystem an die Luft bindet (siehe Indoor-Versuchsaufbau) oder an den Untergrund. So richtig hab ich meine Vorstellung noch nicht in Einklang mit dem Video aber da die Eisseglergeschichte plausibel und leicht vorstellbar ist und ich keinen prinzipiellen Unterschied sehe*, solte es möglich sein. Durch die Anfallende Reibung scheint man im Moment noch auf run 100% der Windgeschwindigkeit begrenzt zu sein.

* Analogie zwischen Eissegler und Propellergerät:
Segel - Propellerblatt
Eissegler: Segelausrichtung zwischen Fahrtrichtung und Windrichtung
Propellergerät: Durch die Rotation des Propellers ist die "Fahrtrichtung" des Propellers stets schräg zur Windrichtung ... wenn der Anstellwinkel des Propellers zwischen seiner jeweils aktuellen Laufrichtung und der Wind-/Fahrtrichtung liegt (die mechanische Getriebeübersetzung spielt hier mit rein) ... sollte es klappen.

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Gruß, dachdecker2

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A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 22:05    Titel: Antworten mit Zitat

VeryApe hat Folgendes geschrieben:

Ja stimmt weil in dem Fall die gesamte Energie vom EMotor des Föderbands kommt.

Ja ist richtig, der Motor erzeugt einer Relativbewegung zwischen Band und Luft, die Sonne erzeugt eine Relativbewegung zwischen Erde und Luft. Für das Verhalten des Wagens ist es aber egal was diese Relativbewegung antriebt.

VeryApe hat Folgendes geschrieben:
die Energie kommt vom Fließband. schalte das Fließband ab und lass das Gerät laufen. wirsd sehen das es zum stehen kommt,

Klar, und wenn draußen kein Wind ist, dann fährt es auch nicht. Aber wenn Wind da ist, dann fährt es schneller als der Wind.

VeryApe hat Folgendes geschrieben:
Der Popeller treibt die Rollen an.

Du glaubst der Propeller ist einer Turbine (wie ein Windrad)? Wie kommst du darauf?

VeryApe hat Folgendes geschrieben:
Der Antrieb ist die Windenergie und sonst nix.

Ja, die Energie kommt von der Relativbewegung zwischen Boden und Luft, die verlangsamt wird. Aber es geht darum welche Geschwindigkeit man damit erzielen kann.

VeryApe hat Folgendes geschrieben:
Du musst mal verstehen das im Laufband system das ganze nur so abrennt weil der EMotor des Fließband infolge von Strom die Energie liefert und nicht die strömende Luft die bremst in dem Fall noch weil er sich nach vorn bewegt.

Die Luft am Rahmen bremst natürlich, die am Propeller triebt ihn nach vorn.
VeryApe



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Beitrag VeryApe Verfasst am: 07. Feb 2010 22:06    Titel: Antworten mit Zitat

Vom kreuzen war ja nicht die Rede oder hab ich da was überlesen.

Er sagte das Fahrzeug bewegt sich in windrichtung das geht nicht schneller als der Wind.
A.T.



Anmeldungsdatum: 06.02.2010
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Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 22:17    Titel: Antworten mit Zitat

VeryApe hat Folgendes geschrieben:
Vom kreuzen war ja nicht die Rede oder hab ich da was überlesen.

Er sagte das Fahrzeug bewegt sich in windrichtung das geht nicht schneller als der Wind.


Das Fahrzeug bewegt sich in Windrichtung schneller als der Wind. Die Propellerblätter bewegen sich schräg zu Windrichtung.
BobbyJack



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Beiträge: 112

Beitrag BobbyJack Verfasst am: 07. Feb 2010 22:22    Titel: Antworten mit Zitat

Ist nicht eigentlich die Relativbewegung zwischen Propeller oder besser Fahrzeug und Luft entscheidend?
Im Laufbandfall bewegt sich der Wagen nicht relativ zur Luft, draußen schon.

Was mich ein wenig irritiert an dem Video ist, dass das Vehikulum da über Minuten schnurgeradefährt...


Zuletzt bearbeitet von BobbyJack am 07. Feb 2010 22:44, insgesamt einmal bearbeitet
A.T.



Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343

Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 22:28    Titel: Antworten mit Zitat

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:

* Analogie zwischen Eissegler und Propellergerät:
Segel - Propellerblatt
Eissegler: Segelausrichtung zwischen Fahrtrichtung und Windrichtung
Propellergerät: Durch die Rotation des Propellers ist die "Fahrtrichtung" des Propellers stets schräg zur Windrichtung ... wenn der Anstellwinkel des Propellers zwischen seiner jeweils aktuellen Laufrichtung und der Wind-/Fahrtrichtung liegt (die mechanische Getriebeübersetzung spielt hier mit rein) ... sollte es klappen.

Du hast es raus. Thumbs up!

Allerdings sind die Winkel umgekehrt: Propellerblatt/Segel haben einen größeren Anstellwinkel, als Laufrichtungswinkel zu Windrichtung.

Eissegler:
http://www.youtube.com/watch?v=H_OKNr120t4

Propeller-Wagen:
http://www.youtube.com/watch?v=zPFzHoubQzg
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 07. Feb 2010 22:46    Titel: Antworten mit Zitat

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Durch die Anfallende Reibung scheint man im Moment noch auf run 100% der Windgeschwindigkeit begrenzt zu sein.

BobbyJack hat Folgendes geschrieben:

Im Laufbandfall bewegt sich der Wagen nicht relativ zur Luft, draußen schon.

Doch, er beschleunigt nach vorn, entgegengesetzt dem Band. Es gibt verscheidene Videos wo sie versuchen ihn stehend zu halten, durch einen Anstieg oder Verlangsamung des Bands. Aber im Normalfall überholt er die Luft, vom Band aus gesehen:
http://www.youtube.com/watch?v=1BRvYZd81AQ

BobbyJack hat Folgendes geschrieben:
Was mich ein wenig irritiert an dem Video ist, dass das Vehiculum da über minuten schnurgeradefährt...

Ist ferngelenkt.
dachdecker2
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Anmeldungsdatum: 15.06.2004
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Beitrag dachdecker2 Verfasst am: 07. Feb 2010 22:58    Titel: Antworten mit Zitat

A.T. hat Folgendes geschrieben:
dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Durch die Anfallende Reibung scheint man im Moment noch auf run 100% der Windgeschwindigkeit begrenzt zu sein.
Doch, er beschleunigt nach vorn, entgegengesetzt dem Band...


Bei dem rund fehlte ein d Augenzwinkern ... ich meinte rund einfache Windgeschwindigkeit, also durchaus auch ein bisschen darüber.

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Beitrag BobbyJack Verfasst am: 07. Feb 2010 23:07    Titel: Antworten mit Zitat

wurde das gesagt? o.O - wenn ja: mein fehler!

aber zum 2ten punkt: der propeller bewegt sich beim laufband nur minimal gegen die luft. das sind vielleicht n paar cm/s die der propeller sich relativ bewegt. dabei kann der propeller ja immernoch ordentlich luft nach hinten schaufeln und durch den rückstoß wird der propeller und damit auch der wagen nach vorne gedrückt.

draußen gibt es ja einen zeitpunkt, wo der wagen genau so schnell ist wie der wind. dann kann der propeller keine luft mehr aktiv nach hinten schaufeln und damit auch keinen vorschub mehr erzeugen.
dachdecker2
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Anmeldungsdatum: 15.06.2004
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Wohnort: Zeppelinheim / Hessen

Beitrag dachdecker2 Verfasst am: 07. Feb 2010 23:09    Titel: Antworten mit Zitat

A.T. hat Folgendes geschrieben:
Allerdings sind die Winkel umgekehrt: Propellerblatt/Segel haben einen größeren Anstellwinkel, als Laufrichtungswinkel zu Windrichtung.


Sicher nicht - wenn der Winkel des Segels/Propellers nicht zwischen seiner lokalen(Radius zur Nabe)/aktuellen Bewegungsrichtung und der Windrichtung liegt, wird das Fahrzeug gebremst (das Segel hängt dann nach hinten durch). Die beiden letzten Videos sind an der Stelle zu weit vereinfacht - lass das mal mit Reibung laufen. Außerdem kannst du keine Energie aus der Bewegung ziehen, wenn das Segel (wie in den beiden letzten Videos) exakt parallel zur Windrichtung ausgerichtet ist.

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Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 07. Feb 2010 23:09    Titel: Antworten mit Zitat

hm

Ich stelle mir das Fahrzeug vor mit einem vertikalen Segel von hinten bläst der wind drauf, reibungsfrei könnte das Fahrzeug die Windgeschwindigkeit erreichen.

stelle ich mir das gleiche Fahrzeug mit dem Probeller vor ohne Reibung
und es hat die windgeschwindigkeit dann gibts keine relativ Bewegung zum Wind jedoch weist das Rotor blatt durch die Drehung noch eine relativegeschwindigkeit auf.

durch die aerodynamische Form des Probellers ensteht ein Druckunterschied wie bei der Tragfläche eines Flugzeugs was den Fahrzeug zusätzlich Frontantrieb bescherrt.

Könnte also doch möglich sein.
A.T.



Anmeldungsdatum: 06.02.2010
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Beitrag A.T. Verfasst am: 08. Feb 2010 00:15    Titel: Antworten mit Zitat

BobbyJack hat Folgendes geschrieben:

aber zum 2ten punkt: der propeller bewegt sich beim laufband nur minimal gegen die luft. das sind vielleicht n paar cm/s die der propeller sich relativ bewegt. dabei kann der propeller ja immernoch ordentlich luft nach hinten schaufeln und durch den rückstoß wird der propeller und damit auch der wagen nach vorne gedrückt.

draußen gibt es ja einen zeitpunkt, wo der wagen genau so schnell ist wie der wind. dann kann der propeller keine luft mehr aktiv nach hinten schaufeln und damit auch keinen vorschub mehr erzeugen.


Warum nicht? Die beiden Fälle sind doch völlig äquivalent, von der Relativbewegung her.
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 08. Feb 2010 00:49    Titel: Antworten mit Zitat

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
A.T. hat Folgendes geschrieben:
Allerdings sind die Winkel umgekehrt: Propellerblatt/Segel haben einen größeren Anstellwinkel, als Laufrichtungswinkel zu Windrichtung.


Sicher nicht - wenn der Winkel des Segels/Propellers nicht zwischen seiner lokalen(Radius zur Nabe)/aktuellen Bewegungsrichtung und der Windrichtung liegt, wird das Fahrzeug gebremst (das Segel hängt dann nach hinten durch).

Das Segel ist in etwa in Richtung der relativen Winds gerichtet. Dieser hat einen größeren Winkel zum eigentlichen Wind, als die Bewegungsrichtung.

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Außerdem kannst du keine Energie aus der Bewegung ziehen, wenn das Segel (wie in den beiden letzten Videos) exakt parallel zur Windrichtung ausgerichtet ist.


Die sind vereinfacht, aber das Segel wird tatsächlich fast parallel zur relativen Windrichtung ausgerichtet ist. Es wirkt wie eine Tragfläche beim Flugzeug, und erzeugt bei relativ geringem Widerstand, eine "Tragkraft" senkrecht zum relativen Wind. Damit es vorwärts geht muss die Projektion dieser Tragkraft auf die Bewegungsrichtung nach vorn zeigen, und das geht bei der Stellung in den Videos.
dachdecker2
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Beitrag dachdecker2 Verfasst am: 08. Feb 2010 01:23    Titel: Antworten mit Zitat

A.T. hat Folgendes geschrieben:
... das Segel wird tatsächlich fast parallel zur relativen Windrichtung ausgerichtet ...


Auf "fast" können wir uns einigen. Augenzwinkern

_________________
Gruß, dachdecker2

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A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 08. Feb 2010 19:40    Titel: Antworten mit Zitat

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
A.T. hat Folgendes geschrieben:
... das Segel wird tatsächlich fast parallel zur relativen Windrichtung ausgerichtet ...


Auf "fast" können wir uns einigen. Augenzwinkern


Klar, ein Stoffsegel muss gespannt bleiben. Oder man nimmt gleich eine feste Tragfläche:

http://www.greenbird.co.uk/var/ezwebin_site/storage/images/media/greenbird/greenbird-ice-craft/26902-1-eng-GB/greenbird-ice-craft.jpg
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 08. Feb 2010 20:00    Titel: Antworten mit Zitat

VeryApe hat Folgendes geschrieben:

stelle ich mir das gleiche Fahrzeug mit dem Probeller vor ohne Reibung
und es hat die windgeschwindigkeit dann gibts keine relativ Bewegung zum Wind jedoch weist das Rotor blatt durch die Drehung noch eine relativegeschwindigkeit auf.


Ja, wobei im Prinzip, ist diese seitliche Bewegung gar nicht nötig. Analog zu der Garn-Rolle könnte man sich so was vorstellen:

http://i46.tinypic.com/15q1y8n.gif

In der Praxis wäre das aber zu ineffizient. Jedenfalls für Wind-Antrieb, aber zu 1/3 im Wasserstrom getaucht könnte es diesen überholen.

Im Wasser wurde das Prinzip (allerdings wieder mit Propeller) schon im XIX Jhd. verwendet um Torpedos anzutreiben:
http://en.wikipedia.org/wiki/Brennan_Torpedo
Ist wie auf dem Laufband, nur dass man statt einem Band, Stahlseile nach hinten zieht, was den Torpedo nach vorne treibt.
DrStupid



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Beitrag DrStupid Verfasst am: 08. Feb 2010 20:00    Titel: Antworten mit Zitat

Das hier sollte jeden Zweifler überzeugen:

http://www.youtube.com/watch?v=MCB1Jczysrk&feature=related

Solange sich die Luft gegenüber dem Erdboden bewegt, kann damit ein Fahrzeug angetrieben werden. Das geht in jeder Fahrtrichtung und theoretisch auch bei jeder Geschwindigkeit, weil es kein Bezugsystem gibt, in dem Boden und Luft zueinander ruehen. Grenzen setzen hier lediglich die Reibung und der Strömungwiderstand. Konflikte mit der Energie- oder Impulserhaltung gibt es dabei nicht. Das Ganze widerspricht lediglich der Intuition und ist ein schönes Beispiel dafür, wie unzuverlässig der "gesunde Menschenverstand" ist.
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 25. März 2010 00:28    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Das hier sollte jeden Zweifler überzeugen:

http://www.youtube.com/watch?v=MCB1Jczysrk&feature=related


Oder das hier ganz frisch aus dieser Woche, Tests im richtigem Wind:

http://www.youtube.com/watch?v=7SYvg40NHtc

http://www.youtube.com/watch?v=aDzWh9J1dk4#t=1m23s

http://www.youtube.com/watch?v=c5VlX-xEk00


Projektseite:

http://www.fasterthanthewind.org/
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 06. Jun 2010 16:37    Titel: Kleines Update Antworten mit Zitat

Medien-Echo:

http://www.youtube.com/watch?v=DPvGTjmn9y0

http://www.wired.com/autopia/2010/06/downwind-faster-than-the-wind/

http://www.popsci.com/cars/article/2010-06/wind-powered-car-looks-odd-answers-tricky-physics-question
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 11. Jun 2010 14:54    Titel: Antworten mit Zitat

Jetzt auch auf Spiegel-Online:

http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,699497,00.html

Mit der wohl unvermeidlichen 30-Seiten Diskussion darüber Big Laugh
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 29. Jul 2010 14:00    Titel: Antworten mit Zitat

Die North American Land Sailing Association hat auf ihrer Website http://www.nalsa.org/ (unter "News") den offiziellen Rekord bestätigt: 2.8 x wahre Windgeschwindigkeit, direkt vor dem Wind.

Zitat:
Get out your slide rules and physics text books...On July 2, 2010 on El Mirage Dry Lake, Blackbird sailed directly down wind at a speed of 27.7 mph in a 10 mph wind to set a first record for the ratio of Boat Speed to true wind speed of 2.8. BlackBird was designed and built by the Thin Air Designs team (Rick Cavallaro and John Borton) and sailed by Rick. Links to follow soon.


Der genaue NALSA-Bericht folgt demnächst an gleicher Stelle.

Weitere Infos hier:
http://www.fasterthanthewind.org/

http://www.nalsa.org/images/blackbirdbig.jpg
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 27. März 2012 14:13    Titel: Re: Genau mit dem Wind, schneller als der Wind Antworten mit Zitat

A.T. hat Folgendes geschrieben:
Erstmal ein schönes Physik-Rätsel (bitte mit Sound anschauen):
http://www.youtube.com/watch?v=k-trDF8Yldc


Hier die Minimal-Version des Rätsels, mit weniger Teilen und weniger Vorspann:
http://www.youtube.com/watch?v=dvyii6QBLtw
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 06. Jan 2013 05:32    Titel: Antworten mit Zitat

A.T. hat Folgendes geschrieben:
Die North American Land Sailing Association hat auf ihrer Website http://www.nalsa.org/ (unter "News") den offiziellen Rekord bestätigt: 2.8 x wahre Windgeschwindigkeit, direkt vor dem Wind.

NALSA hat Folgendes geschrieben:
Get out your slide rules and physics text books...On July 2, 2010 on El Mirage Dry Lake, Blackbird sailed directly down wind at a speed of 27.7 mph in a 10 mph wind to set a first record for the ratio of Boat Speed to true wind speed of 2.8. BlackBird was designed and built by the Thin Air Designs team (Rick Cavallaro and John Borton) and sailed by Rick. Links to follow soon.




Update: 2.1 x wahre Windgeschwindigkeit, direkt gegen den Wind.

NALSA hat Folgendes geschrieben:
They are at it again! A new record has been set, this time sailing dead upwind...that's right, directly into the wind (not tacking). The NALSA Board of Directors has ratified the following two records achieved by Rick Cavallaro on New Jerusalem Airport near Tracy California on June 16, 2012, with the wind turbine driven sailing craft, Blackbird. Mr. Cavallaro achieved a maximum boat speed to wind speed ratio of 2.1:1 while sailing directly into the wind and a maximum speed in a wind turbine driven sailing craft of 22.9 mph on a different run.


http://www.youtube.com/watch?v=F7PNSyAfCjk
http://de.wikipedia.org/wiki/Blackbird_(Landsegler)
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 29. Mai 2021 22:41    Titel: Antworten mit Zitat

Veritasium hat ein Video darüber gemacht:

https://www.youtube.com/watch?v=jyQwgBAaBag
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 11. Jul 2021 21:46    Titel: Antworten mit Zitat

A.T. hat Folgendes geschrieben:
Veritasium hat ein Video darüber gemacht:

https://www.youtube.com/watch?v=jyQwgBAaBag

Ein Physik-Professor hat um 10000$ mit Veritasium gewettet, dass das im oberen Video von Veritasium gezeigte Fahrzeug physikalisch unmöglich sei. Ausgang der Wette ist im neuen Veritasium-Video:

https://www.youtube.com/watch?v=yCsgoLc_fzI
Frankx



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Beitrag Frankx Verfasst am: 12. Jul 2021 14:09    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist eines der schönen Beispiele, bei denen einem die Intuition einen Streich spielen kann. Man ist versucht, schnell ein paar Formeln hervor zu kramen und das ganze als Fake abzustempeln.

Wenn man aber genau hinschaut, sieht man auch schon in den Videos, dass bei diesem System nicht der Rückenwind den Propeller antreibt.

Man muss nur die Drehrichtung des Propellers ansehen. Würde dieser vom Rückenwind angetrieben, dann würde er sich anders herum drehen. Bei langsamer Fahrt am Anfang lässt sich das gut beobachten.


.
roycy



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Beiträge: 751

Beitrag roycy Verfasst am: 14. Jul 2021 10:54    Titel: Schneller als der Wind Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Das ist eines der schönen Beispiele, bei denen einem die Intuition einen Streich spielen kann. Man ist versucht, schnell ein paar Formeln hervor zu kramen und das ganze als Fake abzustempeln.

Wenn man aber genau hinschaut, sieht man auch schon in den Videos, dass bei diesem System nicht der Rückenwind den Propeller antreibt.

Man muss nur die Drehrichtung des Propellers ansehen. Würde dieser vom Rückenwind angetrieben, dann würde er sich anders herum drehen. Bei langsamer Fahrt am Anfang lässt sich das gut beobachten.


.

Jetzt warte ich nur noch darauf dass die ersten Ballonfahrer (Gas /Heißluft)
behaupten, dass si schneller als der Wind (also die sie umgebende Luftströmung) fahren können;-)
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 14. Jul 2021 11:26    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hab mich mit dem Thema nicht in der Tiefe beschäftigt, aber ich weiß, dass es mit einem normalen Segel nicht möglich ist, vor dem Wind schneller als der Wind zu segeln; mit einem Rotorsegel ist das aber möglich. Man muss hier extrem aufpassen und das Ergebnis ist kontraintuitiv.

https://de.wikipedia.org/wiki/Schneller_als_der_Wind_segeln

Hier geht es, glaube ich, um einen ähnlichen Effekt.

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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
A.T.



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Beitrag A.T. Verfasst am: 14. Jul 2021 21:10    Titel: Re: Schneller als der Wind Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:
Jetzt warte ich nur noch darauf dass die ersten Ballonfahrer (Gas /Heißluft) behaupten, dass si schneller als der Wind (also die sie umgebende Luftströmung) fahren können;-)

Ohne Kontakt zum Boden wird das schwierig. Ein Segelboot kann einen Ballon ja gerade deshalb (durch Kreuzen) überholen, weil es Kontakt zur Luft und zur Oberfläche hat.
Brillant



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Beitrag Brillant Verfasst am: 29. Sep 2021 19:18    Titel: Antworten mit Zitat

dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Ein Gerät kann aus der Bewegung der Luft kann man nur Leistung herausziehen, wenn sich die Luft gegenüber dem Gerät bewegt.
Sehe ich anders.

A.T. hat Folgendes geschrieben:
Das ist richtig für ein Gerät das nur Kontakt mit der Luft hat.
Sehe ich anders.

Ein Ballon treibt mit dem Wind, der bewegt sich nicht gegenüber dem Gerät. Das Gerät hat nur Kontakt mit der Luft und kann eine enorme Transportleistung in Kilometern aus dem Wind generieren.

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Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama
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