Provisorisches Verkehrsschild - Umkippen bei Wind

swert · Gast

Hallöchen!
Ich habe mir aus Eigeninteresse mal die Frage gestellt, bei welcher Windgeschwindigkeit ein provisorisches Verkehrsschild (also die, die bspw. an Baustellen stehen) umkippt.
Ich kam auch irgendwie zum Ziel, würde mich aber trotzdem freuen, wenn jemand meinen Lösungsweg bestätigt, bzw. ggf. korrigiert. Thumbs up!

Die Rahmenbedingungen: Ein rundes Verkehrsschild (60 cm Durchmesser) an einem Stahlrohr ( ca. 2 m), das in einer dieser Bodenplatten (ca. 30 kg) steckt.

Der erste Gedanke war das Momentengleichgewicht um den Drehpunkt; also Widerstandskraft des Windes gegen das Gewicht der Konstruktion:

Das dann nach der Geschwindigkeit umgestellt, ergibt

also etwa Windstärke 8, klingt ganz plausibel, wenn man bedenkt das idR meist zwei Platten verwendet werden.

Damit aber nicht genug! (Wäre ja zu einfach Big Laugh

)
Wenn der Wind nur sehr böig auftritt, kann es ja sein, dass die Kraft nur sehr kurz wirkt, daher die nächste Überlegung: Wie lange muss der Wind mit dieser Geschwindigkeit wirken, damit auch die Trägheit überwunden wird?

Als Ansatz Drehimpulserhaltung. (konstante) Kraft mal Zeit ergibt Kraftstoß, also Impuls, der wiederum mit dem Hebelarm multipliziert wird. Auf der anderen Seite Winkelgeschwindigkeit (abgeleitet aus der Windgeschwindigkeit) mal Trägkeitsmoment (Summe der drei einzelnen Komponenten, Trägkeitsmoment um Schwerpunktachse, jeweils mit Satz von Steiner auf Drehpunkt verschoben):

Nach der Zeit umgestellt ergibt das dann

. Na, das liegt zumindest in der Größenordnung die ich erwartet hätte.

So, was sagt nun ihr zu den Überlegungen? Ich bin mir z.B. nicht sicher, ob ich bei der Winkelgeschwindigkeit tatsächlich einfach mit der Windgeschwindigkeit rechnen kann, das Schild erreicht ja vielleicht nicht die volle Geschwindigkeit beim Kippen.

Vielen Dank im Voraus smile

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3320

bei der zweiten Rechnung ist eher ausschlaggebend der Schwerpunkt von Stange samt Tafel und dessen Gewicht und im Gegenzug Schwerpunkt 30kg Gewicht. Die beiden Wirken wenn die Tafel umkippt drehend gegeneinander.
Es gibt einen Winkel um den drehpunkt unter den die Tafel gerade noch im Gleichgewicht wäre ohne umzukippen. der Windstoss muß mindestens so groß sein das die Tafel diesen Winkel erreicht.
Im übrigen bewirkt eine Schrägstellung der Tafel das der Wind nicht mehr frontal auf die Angriffsfläche wirkt und somit nicht mit der Windgeschwindigkeit gerechnet werden kann, sondern mit der Komponente die normal auf die Angriffsfläche wirkt. Die Rechnung ist also ein wenig komplizierter