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Stokes oder Newton?
 
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dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 16. Mai 2011 18:05    Titel: Stokes oder Newton? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo zusammen,
eine hoffentlich leicht zu beantwortende Frage: Wann wendet man das Stokesche Reibungsgesetz an und wann das von Newton

Meine Ideen:
Ich hab was gelesen von wegen "laminare" und "turbulente" Strömung; keine Ahnung was das heißt. Bei wikipedia steht noch, dass Stokes für sphärische Körper gilt, also Kugeln, Ellipsen etc. wenn ich das richtig verstehe.
Danke schonmal
lena18



Anmeldungsdatum: 11.10.2009
Beiträge: 464

Beitrag lena18 Verfasst am: 16. Mai 2011 18:11    Titel: Antworten mit Zitat

hallo

ich kann dir nur verraten, was eine laminare und eine turbulente strömung ist. laminar -> es bilden sich keine Wirbel in der Strömung..
turbulent -> es bilden sich Wirbel in der Strömung
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 16. Mai 2011 18:17    Titel: Antworten mit Zitat

und wenn jetzt zum Beispiel ein Mensch irgendwo runterfällt, die Füße immer nach unten gerichtet, dann ist das wohl eher turbulent oder?
lena18



Anmeldungsdatum: 11.10.2009
Beiträge: 464

Beitrag lena18 Verfasst am: 16. Mai 2011 21:07    Titel: Antworten mit Zitat

bei deinem Beispiel, denke ich, wird die Luftströmung bei einem fallenden Menschen trotzdem laminar sein. ich stelle mir vor, wenn der fallende Mensch eine turbulente Luftströmung erzeugt, wie schafft es dann das Flugzeug? Sicher ist das Flugzeug symmetrisch und hat geformte Flächen, aber da müsste es anständig auf und ab gehen, wenn es eine turbulente wäre. Der Mensch ist ja auch nicht ganz unsymmetrisch.

Vllt. beteiligen sich hier mal jene, die sich etwas besser auskennen wie ich... denn ich lerne auch erst das Ganze hier (Mechanik/Physik), daher ist auf meine Aussagen nicht immer Verlass... ich wollte nur erklären, was der Unterschied der beiden Strömungen ist...

Aber ich denke, es hat hier mehr mit Flüssigkeiten zu tun. Du kannst wie ich es verstanden habe, beides anwenden, nur die von Stokes sollte komplizierter sein..

http://web.physik.rwth-aachen.de/~fluegge/Vorlesung/PhysIpub/Exscript/9Kapitel/IX3Kapitel.html#IX31
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 16. Mai 2011 21:41    Titel: Antworten mit Zitat

Danke erstmal!
Meine Aufgabe ist so gestellt, dass ich eigentlich Newton bevorzugen würde.
Ich wollte nur wissen. WARUM???
lena18



Anmeldungsdatum: 11.10.2009
Beiträge: 464

Beitrag lena18 Verfasst am: 16. Mai 2011 22:00    Titel: Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
Danke erstmal!
Meine Aufgabe ist so gestellt, dass ich eigentlich Newton bevorzugen würde.
Ich wollte nur wissen. WARUM???


bitte, wenn es dir geholfen hat smile
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 18. Mai 2011 18:41    Titel: Antworten mit Zitat

noch nicht ganz fertig... aber schon viel weiter smile
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 20. Mai 2011 14:24    Titel: Antworten mit Zitat

Hilfe
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 20. Mai 2011 16:06    Titel: Re: Stokes oder Newton? Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
Hallo zusammen,
eine hoffentlich leicht zu beantwortende Frage: Wann wendet man das Stokesche Reibungsgesetz an und wann das von Newton
[...]

Kurzer Blick in wiki:
Das Newtonsche Reibungsgesetz gibt die Reibungskraft Fr für eine Platte an, die mit gleichförmiger Geschwindigkeit über ein Fluid gezogen wird.
Stokes:
Sedimentationsgeschwindigkeit Sphärischer Körper
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 20. Mai 2011 16:08    Titel: Antworten mit Zitat

danke erstmal.
Das heißt aber, dass ich beim Fall eines Menschen vom Wolkenkratzer eher Newton nehmen sollte?
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 20. Mai 2011 16:21    Titel: Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
danke erstmal.
Das heißt aber, dass ich beim Fall eines Menschen vom Wolkenkratzer eher Newton nehmen sollte?

Nein, ich würde das nicht so verstehen.
1. keine konstante Geschwindigkeit
2. Stirnfläche wird nicht berücksichtigt
Lass ihn sich rund machen, damit du Stokes nutzen kannst ;-).
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 20. Mai 2011 16:43    Titel: Antworten mit Zitat

Mir geht's eigentlich nur um die Endgeschwindigkeit, und die ist ja recht groß und deswegen doch eher Newton (du merkst: ich will eigentlich newton lieber nehmen, erstens weil das ergebnis schöner ist und zweitens, weil mein Lehrer so was angedeutet hat, ich brauch das für meine Facharbeit). Bei Wikipedia steht im Artikel freier Fall, Absatz über Stokes, dass der nur bei kleinen Geschwindigkeiten gilt.
Was meinst du dazu, Chillosaurus?
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 20. Mai 2011 17:30    Titel: Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
[...] Bei Wikipedia steht im Artikel freier Fall, Absatz über Stokes, dass der nur bei kleinen Geschwindigkeiten gilt.
Was meinst du dazu, Chillosaurus?

Mmh.. ich denke, da sollte man sich eher an der Reynoldszahl orientieren. Damit wird der Grad der "Laminarität" einer Strömung abgeschätzt.
Was ist das Thema deiner Facharbeit, in welchem Kontext willst du die Rechnung ausführen?
Wenn es um die Endgeschwindigkeit geht, dann würde ich von Newton und Stokes weggehen und F=0.5*cw*ro*v²*A nutzen (mit cw: Widerstandsbeiwert, ro: Dichte, v: Geschwindigkeit, A: Querschnittsfläche, F: Widerstandskraft).
Newton wird wieder interessant, wenn der Abstand zur Wand sehr klein wird.
Was dein Lehrer vllt. angedeutet haben könnte sind die Newtonschen Axiome, die du bei der weiteren Berechnung berücksichtigen musst! (sonst kommst du nicht ans Ziel.)
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 20. Mai 2011 21:41    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, hat mir schon sehr geholfen.
"F=0.5*cw*ro*v²*A nutzen (mit cw: Widerstandsbeiwert, ro: Dichte, v: Geschwindigkeit, A: Querschnittsfläche, F: Widerstandskraft)."
... ist das nicht das Newtonsche Reibungsgesetz? Dachte ich zumindest immer.
Den Rest mit Newtonsche Axiome und so krieg ich hin, ich muss nur noch die betreffende Formel für die Endgeschwindigkeit herausfinden und die ergibt sich entweder aus Newton (bzw. der Formel die du angegeben hast) oder aus Stokes. Und naja, deine Formel war mir schon von Anfang an sympathischer, also: Thumbs up!
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 20. Mai 2011 23:20    Titel: Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
[...]... ist das nicht das Newtonsche Reibungsgesetz? [...]

Zitat:
Das Newtonsche Reibungsgesetz gibt die Reibungskraft Fr für eine Platte an, die mit gleichförmiger Geschwindigkeit über ein Fluid gezogen wird.

Diese Kraft folgt aus der Viskosität eines Fluides.
Bei Luft ist keine so große "Fernwirkung".

Die Formel für die Geschwindigkeit erhältst durch Anwendung der Newtonschen Axiome unter Berücksichtigung aller wirkenden Kräfte.
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 21. Mai 2011 21:14    Titel: Antworten mit Zitat

sry, des versteh ich jetzt nicht grübelnd
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 21. Mai 2011 22:09    Titel: Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
sry, des versteh ich jetzt nicht grübelnd

Was ist "des"?
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 22. Mai 2011 20:03    Titel: Antworten mit Zitat

"Diese Kraft folgt aus der Viskosität des Fluides. ..."
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 22. Mai 2011 20:11    Titel: Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
"Diese Kraft folgt aus der Viskosität des Fluides. ..."

Die Viskosität ist die "Zähigkeit" eines Fluides. Du kannst dir das so vorstellen, dass eine extrem Dünne Schicht Flüssigkeit an der Platte haftet, die über diese hinweg gezogen wird. Eine ebensolche Schicht haftet aber auch am Grund des Behältnisses, der sich nicht bewegt. Es kommt also zu einer Art Scherung, bei der die Flüssigkeitsschichten dazwischen einen Geschwindigkeitsgradienten erhalten (Die Geschwindigkeit sinkt mit zunehmender Tiefe). Um so gegen die Viskosität "anzukommen" ist eine Kraft nötig.
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 23. Mai 2011 17:33    Titel: Antworten mit Zitat

Ich dachte, dass Newtonsche Reibungsgesetz gilt bei "turbulenter Strömung"
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 27. Mai 2011 19:03    Titel: Antworten mit Zitat

Also, mein Lehrer hat jetzt noch irgendwas von der Reynoldszahl geredet und aus diesen Thread hier werd ich auch nicht schlau. Hilfe!!! Hilfe



Kann vielleicht nochmal irgendeiner eine klare Aussage zu folgendem Problem formulieren, oder mir gegebenenfalls die Reynoldszahl erklären:

Ein Mensch fällt mit den Füßen nach unten von einem Wolkenkratzer. => Lieber Stokes- oder Newtonreibung???
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 27. Mai 2011 19:36    Titel: Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
[...] Ein Mensch fällt mit den Füßen nach unten von einem Wolkenkratzer. => Lieber Stokes- oder Newtonreibung???

Ich erbarme mich und beantworte dir die Frage erneut. Die Formel musst du aber selber nachlesen. Ich habe keine Lust alles zu doppeln.
Weder Stokes-Reibung, noch Newtonreibung. Stattdessen Normales Gesetz für den Luftwiderstand im freien Fall verwenden - das mit dem cw Widerstandsbeiwert.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 27. Mai 2011 20:00    Titel: Antworten mit Zitat

Möchte mich anschließen
Zitat:
Lieber Stokes- oder Newtonreibung?

Sowas ist keine physikalische Fragestellung! Die könnte lauten: Man bestimme t(h) oder v(t) o.ä.
Ähnlich sinnvoll meinetwegen: Wie wird das Wetter im Winter 2011 / 2012 - Lieber EINSTEIN oder DIRAC? smile
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 27. Mai 2011 22:36    Titel: Antworten mit Zitat

tut mir Leid, dass ich so auf der Leitung steh, aber was ist denn der unterschied zwischen der Newtonreibung und dem "Normalen Gesetz für den Luftwiderstand"??? Auf wikipedia werden die Synonym verwendet.

@franz: die Endgeschwindigkeit ist das einzig wichtige
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 28. Mai 2011 09:45    Titel: Antworten mit Zitat

dermeister hat Folgendes geschrieben:
tut mir Leid, dass ich so auf der Leitung steh, aber was ist denn der unterschied zwischen der Newtonreibung und dem "Normalen Gesetz für den Luftwiderstand"??[...]

Newtonsches Reibungsgesetz:
http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsches_Reibungsgesetz
Freier Fall:
http://de.wikipedia.org/wiki/Freier_Fall#Fall_mit_Luftwiderstand:_Newton-Reibung
Stokessches Reibungsgesetz:
http://de.wikipedia.org/wiki/Stokessche_Gleichung
dermeister



Anmeldungsdatum: 02.05.2011
Beiträge: 262

Beitrag dermeister Verfasst am: 28. Mai 2011 10:29    Titel: Antworten mit Zitat

ach so Hammer Klo

Tut mir Leid!
Und danke an alle!!! Thumbs up!
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