Kraft über Windgeschwindigkeit errechnen

Kincaid · Anmeldungsdatum: 30.07.2013 Beiträge: 18

Mein erstes Problem konnte hier schon sehr gut gelöst werden, mal sehen ob das mit meinem zweiten auch funktioniert:

Angenommen ich habe eine Platte mit einer Fläche von 1m². Senkrecht zu dieser Platte bläst ein Wind mit 10km/h. Welche Kraft wirkt auf die Platte? Wie verändert sich die Kraft wenn die Platte geschwenkt wird? Die Fläche wird ja dann kleiner. Da der Wind immer noch aus der selben Richtung kommt bläst er auch nicht mehr senkrecht auf die Platte was die Kraft ja noch weiter verringern sollte. Zur vereinfachung nehme ich auch an der Wind würde nur genau auf die Fläche der Platte blasen, um die Platte herum ist Windstille, also auch kein Wind der die Platte von unten anhebt oder ähnliches.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Hmmmmmm,

wodurch kommt denn die Kraft auf die Platte zustande?
Ergibt sich daraus schon eine Idee, wie man diese Kraft berechnen kann?

Ich sehe das so: Viele winzig kleine, unzerstörbare Massen titschen gegen
eine vergleichsweise gigantische Masse. Von diesen winzig kleinen Massen
gibt es hier aber eine gigantische Anzahl. Na, klingelt es schon?

Hilfreich wäre natürlich wieder eine Skizze für den Fall der etwas aus dem
Wind gedrehten Platte. Aber Du weiß ja schon: Diesen Teil der Arbeit mußt Du machen Big Laugh

Gruß von Bruce

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5063

Jayk · Anmeldungsdatum: 22.08.2008 Beiträge: 1450

Ich glaube, mit dieser Näherung wird im Jay Orear die Formel

für den Luftwiderstand hergeleitet. So sehr ich dieses Buch mag, aber das fand ich schon sehr wunderlich, weil man hier einen offensichtlichen Fehler begeht und nicht mal abschätzen kann, wie groß er ist, bzw. wie das Ergebnis dadurch manipuliert wird: die Formel (turbulente Strömung) gilt ja gerade dann, wenn es Turbulenzen gibt, ansonsten gilt ja Stokes-Reibung -> Proportionalität zu v. Die "korrekte" Formel hat einen Korrekturfaktor, den Widerstandsbeiwert, aber was heißt schon korrekt... Letzten Endes hat auch diese Formel nur einen beschränkten Gültigkeitsbereich.

PS: "hergeleitet" natürlich in Gänsefüße, weil es ja nur eine energetische Betrachtung ist, die - glaube ich - nicht einmal erweiterbar ist.

Kincaid · Anmeldungsdatum: 30.07.2013 Beiträge: 18

@Bruce Ich verstehe nicht ganz worauf du hinaus willst. Spielst du auf die Flächenlast an? Soweit ist mir das ganze ja klar, aber ich weiß nicht wie ich von einer Geschwindikeit auf eine Kraft komme.

@DrStupid Ich dachte ich vereinfache die Sache so weil ich ja nie weiß aus welcher Richtung der Wind kommt und die Turbulenzen mit einzubeziehen die ja dann auch wieder Kräfte entwickeln können die gegen den Wind wirken erschien mir zu kompliziert für meinen Fall.

@Jayk Genau die Formel mit Widerstandsbeiwert habe ich dann gestern auch noch gefunden. Die werde ich wohl dann auch für meinen Fall erstmal anwenden.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Nachdem ich die Beiträge der beiden anderen gelesen habe, ist mir
aufgefallen, daß ich mir die Lösung vermutlich zu einfach vorgstellt habe.

Bei meinem Vorschlag würde eine Kraft proportional zur Geschwindigkeit
herauskommen, aber Strömungseffekte habe ich unterschlagen. Das war
vermutlich zu einfach gedacht, auch wenn die Strömungsgeschwindigkeit
nur 10 km/h beträgt unglücklich

Gruß von Bruce

Kincaid · Anmeldungsdatum: 30.07.2013 Beiträge: 18

10 km/h ist hier auch nur ein Beispiel. Die Geschwindigkeit kann auch deutlich höher sein. Wie hoch genau weiß ich bisher noch nicht.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5063

Kincaid · Anmeldungsdatum: 30.07.2013 Beiträge: 18

Vielen Dank an euch alle, das hat mir alles schon geholfen.

Allerdings hat sich jetzt die Situation geändert und ich habe als Wert keine Geschwindigkeit sondern die Windlast in Pa. Damit ist es dann natürlich kein Problem mehr über die Fläche auf eine Kraft zu kommen.