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Mung
Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 10
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 Mung Verfasst am: 30. Sep 2006 10:58 Titel: Was ist eine Stoßwelle ...? |
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... und wie unterscheidet sie sich von einer Schallwelle?
Wie wird sie erzeugt und nachgewiesen?
Ja, das ist meine Frage.
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Patrick
Anmeldungsdatum: 05.07.2006
Beiträge: 417
Wohnort: Nieder-Wöllstadt
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| Patrick Verfasst am: 30. Sep 2006 11:12 Titel: |
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Eine Stoßwelle ist eine starke Druckwelle, die z.B. durch Explosionen
erzeugt wird und extreme Druckunterschiede hervorruft.
Schallwellen sind auch eine Art Druckwelle.
Mehr unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Sto%C3%9Fwelle
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Mung
Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 10
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| Mung Verfasst am: 04. Okt 2006 11:27 Titel: |
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Hi Patrick!
Das und der link bringen mich nicht wirklich weiter. Die Stoßwelle ist ja nichtharmonisch und von unendlich steilem Anstieg. Das zu erkennen ist aber immer eine Meßgeschichte. Das kann ich nicht leisten.
Schon bei Schallwellen gibt es wesentliche Unterschiede. Eine mit nicht nur kleinster Energie initiierte Schallwelle läuft nämlich bereits schneller als die Schallgeschwindigkeit(z.B. Rückschlagbremse der Züge. Sobald ein Verbindungsschlauch abgerissen ist, dringt in die Leerröhre Luft ein und schließt die Bremsen mit höherer Geschwindigkeit als die Schallgeschwindigkeit eigentlich ist.)
Ich möchte den Unterschied eher gedanklich erfassen:
Z.B. von Seiten der Erzeugung könnte man doch vielleicht gelungener unterscheiden. Muß denn der Erzeuger notgedrungen schneller bewegt werden als die Schallgeschwindigkeit in dem betreffenden Medium ist (Beispiel Peitschenknall)? Oder reicht es mit genügend hoher Energie zu arbeiten(Meteoritenschwerer Klotz fällt aus 1km Höhe zu Erde)?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 04. Okt 2006 16:49 Titel: |
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| Mung hat Folgendes geschrieben: | Die Stoßwelle ist ja nichtharmonisch und von unendlich steilem Anstieg. Das zu erkennen ist aber immer eine Meßgeschichte. Das kann ich nicht leisten.
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"Unendlich steil" halte ich für übertrieben.
Den Unterschied zwischen einer Stoßwelle und einer "harmonischen" Schallwelle kann man ganz einfach mit dem Ohr erkennen, wenn die Welle durch die Luft transportiert wird: Die Stoßwelle ist ein Knall (zum Beispiel der Knall einer heftigen Explosion), und die "harmonische" Schallwelle ist ein Ton mit einer erkennbaren Frequenz (Tonhöhe).
| Zitat: |
z.B. Rückschlagbremse der Züge. Sobald ein Verbindungsschlauch abgerissen ist, dringt in die Leerröhre Luft ein und schließt die Bremsen mit höherer Geschwindigkeit als die Schallgeschwindigkeit eigentlich ist.
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Bist du sicher, dass du das als Schallwelle bezeichnen möchtest? Ich würde diesen Vorgang (das Einströmen von Luft in einen luftleeren Schlauch, bei dem die schnellsten Luftmoleküle schon ausreichen, um die Bremsen zu schließen) nicht als typische Schallwelle bezeichnen.
Wenn wir uns darauf einigen würden, Schall ganz allgemein als Signalübertragung durch Luftmoleküle zu betrachten, dann wäre das in allen unseren drei Beispielen Schall: sowohl der Ton, als auch der Knall, als auch der Auslösemechanismus der Rückschlagbremse.
| Zitat: | | Oder reicht es mit genügend hoher Energie zu arbeiten(Meteoritenschwerer Klotz fällt aus 1km Höhe zu Erde)? |
Die Methode mit dem riesigen schweren Klotz, der mit Meteoritengeschwindigkeit auf die Erde fällt, ist sogar eine der heftigeren Methoden, Luftbewegungen mit Überschallgewindigkeit zu erzeugen: Bei Aufprall werden derart große Energien freigesetzt, dass die Luft auch hier ganz sicher mit Überschallgeschwindigkeit weggedrückt wird.
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Mung
Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 10
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| Mung Verfasst am: 05. Okt 2006 14:25 Titel: |
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@ dermarkus
Also meinst Du, daß sich das Ende des Peitschenriemens nicht mit mindestens Schallgeschwindigkeit (der Luft) bewegen muß, um den typischen Stoßwellenknall zu erzeugen?
Aber welches sind denn Deiner Meinung nach die Energiebedingungen um nach Deiner Facon die Stoßwelle zu erzeugen?
-unendlich steil: Deshalb, weil 1. Störung, die durch die Luft geht die Zustände verändert. Druck und Temperatur erhöhen sich. Dadurch steigt die Fortplanzungsgeschwindigkeit für die 2. Störung etc. pp. Die erste Störung wird also von den nachfolgenden eingeholt. Sie vereinigen sich. daer Unterschied zwischen Nullsignal und Vollsignal beträgt nur noch eine Moleküldimension. Steiler gehts nimmer, meine ich. Ob das jetzt haargenau "unendlich steil" ist?
-Rückschlagbremse: Ja, das meinte ich. Denn das Einströmen der Luft hängt doch von der Geschwindigkeit ab mit der sich Störungen in dem (komprimierten)Medium fortpflanzen. Hat sich die Störung -der Überdruck- soweit ausgeglichen, heißt das für mich nichts anderes als dass dann die im Schlauch unterzubringenden Moleküle doch dort hineingeschoben worden sind. Die Volumenauffüllung hängt dann mit der Störungsausbreitung in der Luft( i.e. Schallgeschwindigkeit) zusammen.
-Meteoritenklotz: Meteoritenklotzschwer, nicht Meteoritenschnell. Bei ~ 30km/s erzeugt er natürlich eine Stoßwelle in jedem getroffenen irdischen Material!
Gedankenexperiment: Stell Dir eine leergepumpte Röhre vor die verschlossen ist. Du ziehts plötzlich den Verschluß weg. Was passiert nun? Hörst Du nach einer gewissen Weile eine Ton oder einen Knall?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 05. Okt 2006 18:41 Titel: |
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| Mung hat Folgendes geschrieben: |
Also meinst Du, daß sich das Ende des Peitschenriemens nicht mit mindestens Schallgeschwindigkeit (der Luft) bewegen muß, um den typischen Stoßwellenknall zu erzeugen?
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Nein, das habe ich nicht gesagt. Das ist schon so, siehe z.B.:
http://www.wdr.de/themen/forschung/1/kleine_anfrage/antworten/peitschenknall.jhtml?rubrikenstyle=kleine_anfrage
Wenn sich also ein Erreger mit Überschallgeschwindigkeit bewegt, dann kann er eine Stoßwelle und damit einen Überschallknall erzeugen (das kennst du sicher nicht nur von der Peitschenspitze, sondern z.B. auch vom Überschallflugzeug, das die "Schallmauer durchbricht").
| Zitat: |
Aber welches sind denn Deiner Meinung nach die Energiebedingungen um nach Deiner Facon die Stoßwelle zu erzeugen?
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Ich würde sagen, die Energie ist hier ein schlechtes Kriterium, um das zu entscheiden. Denn wenn ein Körper mit sehr kleiner Masse mit Überschallgeschwindigkeit durch die Luft fliegt, hat er eine viel kleinere kinetische Energie als ein riesengroßer Steinbrocken, der aber langsamer als die Schallgeschwindigkeit durch die Luft fliegt. Und trotzdem erzeugt der kleine Körper einen Überschallknall und der größere nicht.
| Zitat: |
Ob das jetzt haargenau "unendlich steil" ist?
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Ich glaube, damit hast du den Punkt ganz gut verstanden, den ich meine: Bevor man als Physiker sagen könnte, etwas sei "unendlich steil", müsste man unendlich genau hingucken können. Und das kann man natürlich nie. Und hier brauchen wir natürlich auch keine Aussage mit "unendlich". Denn für praktische Zwecke reicht es uns vollkommen zu sagen, der Druckanstieg bei Ankunft einer Stoßwelle sei sehr plötzlich oder sehr abrupt, oder wenn du so sagen willst, sehr steil.
Die Ausbreitung von Luftmolekülen in einem zuvor luftleeren Raum ist dagegen eindeutig etwas anderes als eine Stoßwelle: Denn da stößt die eindringende Luft nirgendwo dagegen, also staut sich nichts auf, und es bildet sich keine "Stoßfront".
| Zitat: |
-Rückschlagbremse: (...) Die Volumenauffüllung hängt dann mit der Störungsausbreitung in der Luft( i.e. Schallgeschwindigkeit) zusammen.
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Das stimmt nur ungefähr. Genauer kannst du dir das so vorstellen: Die Luftmoleküle vor dem Loch sind nicht alle gleich schnell, sondern haben eine gewisse Geschwindigkeitsverteilung. Wenn man nun das Loch öffnet, durch das sie einströmen können, dann fliegen sie alle ungehindert hinein, und zwar jedes mit seiner Geschwindigkeit. Ein paar dieser Moleküle sind schneller als der Durchschnitt (der Durchschnitt bewegt sich ungefähr mit Schallgeschwindigkeit, wenn wir mal von irgendwelchen Düsenwirkungen absehen wollen), die sind zuerst am Ende des Schlauches angelangt (und können offensichtlich schon die Bremse auslösen.) Andere sind langsamer und bleiben zurück.
Das ist also alles andere als eine Stoßwelle, sondern eher sogar ein Auseinanderlaufen und Verschwimmen der "vordersten Luftfront".
| Zitat: |
Gedankenexperiment: Stell Dir eine leergepumpte Röhre vor die verschlossen ist. Du ziehts plötzlich den Verschluß weg. Was passiert nun? Hörst Du nach einer gewissen Weile eine Ton oder einen Knall? |
Aus diesem Grund (siehe Bremse) wird man hier eine Art "Plopp" hören, aber ich würde hier keinesfalls einen Überschallknall erwarten.
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Mung
Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 10
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| Mung Verfasst am: 09. Okt 2006 15:33 Titel: |
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Hi dermarkus
Das war sehr konstruktiv und interessant markus!
Man liest doch immer wieder, daß dei Größe der Schallgeschwindigkeit nur für kleinste Störungen gilt. Damit ist doch weniger die statistische Geschwindigkeitsabweichung vom Mittel gemeint wie Du sie so treffend beschrieben hast. Oder?
Bei der Frage wie man eine Stoßwelle erzeugt, sind wir noch nicht wirklich weiter gekommen. Ein z.B. in Luft schnell bewegter Körper erzeuge dort eine Stoßwelle und treffe dann auf ein Gefäß gefüllt mit einem Gas, dessen Schallgeschwindigkeit weit oberhalb der Körpergeschwindigkeit liegt. Erzeugt er also keine Stoßwelle in dem Gas? Erzeugt also ein 1000m/s schneller Köürer wenn er ins Wasser trifft dort keinen Stoßwelle?
Bei demtröder kannst Du lesen, daß der Ringnebel in der Leier eine Stoßwelle darstelle. ich hingegen meine es ist eine Materiewelle, wenn auch eine schnelle. Das Leuchten eventuelle impactleuchten. Keinesfalls aber vermute ich dort eine Stoßwelle, denn dazu sind mit viel zu wenige Übertragungskörper da und die Stoßfront ist zu dick.
Was meinst Du?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 09. Okt 2006 18:42 Titel: |
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| Mung hat Folgendes geschrieben: |
Man liest doch immer wieder, daß dei Größe der Schallgeschwindigkeit nur für kleinste Störungen gilt. Damit ist doch weniger die statistische Geschwindigkeitsabweichung vom Mittel gemeint wie Du sie so treffend beschrieben hast. Oder?
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Stimmt, die statistische Geschwindigkeitsverteilung, die ich da beschrieben habe, gibt es in jedem Gas, auch wenn sich gar keine Schallwelle darin ausbreitet.
Schall bedeutet kleine Dichteschwankungen und kleine Bewegungen der Luftteilchen, die mit Schallgeschwindigkeit durch die Luft wandern. Und weil diese Wanderung dadurch verursacht wird, dass die Luftteilchen durch die Gegend fliegen, bis sie die nächsten Luftteilchen anstoßen, ist die Schallgeschwindigkeit ungefähr gleich der mittleren Geschwindigkeit der Teilchen in der Luft, der Schall breitet sich also ungefähr genauso schnell aus, wie die Teilchen im Durchschnitt fliegen.
| Zitat: |
Bei der Frage wie man eine Stoßwelle erzeugt, sind wir noch nicht wirklich weiter gekommen. Ein z.B. in Luft schnell bewegter Körper erzeuge dort eine Stoßwelle und treffe dann auf ein Gefäß gefüllt mit einem Gas, dessen Schallgeschwindigkeit weit oberhalb der Körpergeschwindigkeit liegt. Erzeugt er also keine Stoßwelle in dem Gas? Erzeugt also ein 1000m/s schneller Köürer wenn er ins Wasser trifft dort keinen Stoßwelle?
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Wenn der Körper sich mit weniger als der Schallgeschwindigkeit in Wasser durch das Wasser bewegt, dann erzeugt er dabei auch keinen Überschallknall.
Der Aufprall beim Übergang zwischen den beiden Medien dagegen könnte vielleicht schon so plötzlich und heftig sein, dass sich dadurch eine Stoßwelle bildet. Das wäre die zweite prinzipielle Möglichkeit, eine Stoßwelle anzuregen: Nämlich durch einen Stoß: Einmal plötzlich und kräftig anregen. Das ergibt eine Stoßfront wie bei einer Explosion, wie beim Klatschen in die Hände, oder wie wenn man mit einem Hammer auf etwas Hartes draufhaut. Das ergibt ebenfalls eine Dichtewelle, die so plötzlich ansteigt, dass ich denke, dass man sie als Stoßwelle bezeichnen würde.
| Zitat: |
Bei demtröder kannst Du lesen, daß der Ringnebel in der Leier eine Stoßwelle darstelle. ich hingegen meine es ist eine Materiewelle, wenn auch eine schnelle. Das Leuchten eventuelle impactleuchten. Keinesfalls aber vermute ich dort eine Stoßwelle, denn dazu sind mit viel zu wenige Übertragungskörper da und die Stoßfront ist zu dick.
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Natürlich ist so eine Stoßwelle auch eine Materiewelle. Bei diesem Ringnebel würde ich vermuten, dass obwohl er sich nun vielleicht durch leeren Raum bewegen mag, er sich bestimmt irgendwo gebildet hat, wo eine hohe Materiedichte geherrscht hat, so dass durchaus mindestens während der Entstehung der Stoßwelle ein Ausbreitungsmedium da war, als sie durch eine Explosion oder durch etwas schnelles, das da durchgesaust ist, entstanden ist.
| Zitat: |
Das Leuchten eventuelle impactleuchten.
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Entschuldige, das habe ich nicht verstanden, was du damit sagen wolltest. Magst du es, falls es noch wichtig ist, nochmal ausführlicher sagen?
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Mung
Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 10
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| Mung Verfasst am: 10. Okt 2006 15:52 Titel: |
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Gut, zum Impaktleuchten:
Man könnte das Eigenleuchten von Messier 57 (>>> http://www.de.wikipedia.org/wiki/Ringnebel) , i.e. der Ringnebel, als Beweis anführen, dass es sich dabei um eine Stoßwelle handele, weil ihr Zustand(heiß und dicht) eben zum Eigenleuchten führe. So meint das wohl auch Demtröder. Mir scheint das sehr unwahrscheinlich, da die freie Weglänge zwischen den Molekülen so riesen groß ist, daß eine Fortpflanzung einer irgendwie gearteten Energiewelle nicht möglich erscheint. Denk nur an den Wecker in der Vakuumglocke im Schulversuch. Und das Vakuum dort oben ist ja weitaus besser.
Zwanglos erklärt sich aber das Eigenleuchten durch den Umstand, dass dort dauernd in großer Zahl Torsomaterial auf Weltraummaterial aufschlägt. Das erzeugt schon bei Geschwindigkeiten von etwa 800 m/s auf Erden ein Aufschlagblitzchen. Viele solcher Blitzchen bei den dort gegebenen riesigen Geschwindigkeiten führen zu dem fadenscheinigen Gespensterleuchten, das man sieht. So erkläre ich mir das wenigstens.
Außerdem ist der Torso in seinen Dimensionen wirklich mächtig. Als Stoßwelle wäre er aber sehr dicht zusammengrückt und bei direkten Anblick kaum sichtbar. Wie eine Rasierklinge. Und wäre er schon deutlich in Dissipation begriffen, so mßten sich deutliche Unterschiede zwischen Front und Nachlauf zeigen, die wohl nicht zu erkennen sind.
Noch ein Wort zu meinem Gedankenexperiment:
Mit "Plopp" bescheibst Du wohl das Öffnungsgeräusch? das sähe ich genauso. Aber danach sollte ein Knall kommen und zwar nach 2*l/a Sekunden, wenn die einströmende Luft auf den Boden aufgeschlagen ist und reflektiert wieder zur Mündung wandert. Schade dass ich so ein Rohr nicht habe. Oder wenigstens Meßdaten und Geräuschaufnahmen. Man könnte den Vorgang durch mehrere auf der Länge verteilte Druckmesser und gleichzeitige Aufzeichnung der Daten mit den Geräuschen richtig schön darstellen.
Mit Deinem Ploppen hast Du wohl auch zutreffend gemeint, daß es keine negative Stoßwelle geben kann? Ja, der Mechanismus wirkt nur aufbauend, nicht dissipativ.
In diesem Zusammenhang fällt mir eine Frage ein: Es finden sich Abbildungen von Stoßwellenmessungen, die wie ein "N" erscheinen und bisweilen auch N-Welle genannt wurden. Der erste Aufstrich war nur im positiven, der zweite nur im Negativen. Der Schrägstrich eine verbindende Gerade. Was mir dabei mißfällt ist diese zweite Unstetigkeitsstelle, vom negativen zu Null. Wobei Null der Normaldruck ist, wohlgemerkt. Woher soll die denn rühren? Da sind wir doch voll in der Auflösungsphase begriffen. Ist das ehr ein Meßfehler? Oder? Vielleicht finde ich ein Aufnahme zu zeigen.
Doch zurück zum Eigentlichen. Du mußt jetzt schon mal Farbe bekennen!
Dermarkus schrieb nämlich:
| Code: | Der Aufprall beim Übergang zwischen den beiden Medien dagegen könnte vielleicht schon so plötzlich und heftig sein, dass sich dadurch eine Stoßwelle bildet. Das wäre die zweite prinzipielle Möglichkeit, eine Stoßwelle anzuregen: Nämlich durch einen Stoß: Einmal plötzlich und kräftig anregen. Das ergibt eine Stoßfront wie bei einer Explosion, wie beim Klatschen in die Hände, oder wie wenn man mit einem Hammer auf etwas Hartes draufhaut. Das ergibt ebenfalls eine Dichtewelle, die so plötzlich ansteigt, dass ich denke, dass man sie als Stoßwelle bezeichnen würde.
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Ist es also doch (auch) eine Energiefrage, ob eine Stoßwelle entsteht? Ich sehe das wenigstens auch so. Aber da bist Du mir nicht beigetreten. Gefallen finde ich daran, weil mal endlich ein Wort "Stoß" das beschreibt was auch dahintersteckt. Impulswelle nennt man das doch auch, von impellere. Oder shokwave im englischen. Schlimm finde ich, daß man jetzt doch immer Messen muß, was vorliegt, wenn beide Erzeugungsmöglichkeiten gegeben sind.
Der Unterschied ist nämlich wichtig: Während man statischen Druick als Körper gut aushält, töten uns weniger als zehn Bar Stoßwelle ganz locker.
Wo könnte man den für Fragen wie hier experimentell errungene Daten herkriegen?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Okt 2006 19:33 Titel: |
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Dein Versuch, die Entscheidung "Stoßwelle oder nicht Stoßwelle" am Indiz "Impaktleuchten" festzumachen, scheint mir ein bisschen umständlich. Wenn überhaupt, dann ist das sicher nicht der schnellste Weg, um die Sache auf den Punkt zu bringen und zu verstehen.
Wenn ich die Links richtig interpretiere, denkt man schlicht und einfach, dass dieser Ringnebel bei einer Sternenexplosion entstanden ist. Und damit war er dann natürlich eine Stoßwelle.
Wenn du jetzt sagen möchtest, nun bewegt er sich aber durch Vakuum und nicht mehr durch ein ausreichend dichtes Ausbreitungsmedium, und du möchtest ihn deshalb nicht mehr als Stoßwelle, sondern als ehemalige Stoßwelle bezeichnen, dann wäre ich einverstanden.
Aber ich denke, die Autoren, die du zitierst, meinen hier schlicht und einfach den Entstehungsprozeß, wenn sie hier von Stoßwelle reden.
| Zitat: |
Mit "Plopp" bescheibst Du wohl das Öffnungsgeräusch? das sähe ich genauso. Aber danach sollte ein Knall kommen und zwar nach 2*l/a Sekunden, wenn die einströmende Luft auf den Boden aufgeschlagen ist und reflektiert wieder zur Mündung wandert.
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Ich habe ja oben erklärt, dass die "vorderste Luftfront" auseinanderläuft. Darum ergibt sich hier kein scharfes Signal, sondern das "Plopp", das ich gemeint habe, entsteht eben durch den Prozess des Hin- und Herlaufens, den du da beschreibst.
Das kennst du vielleicht vom Flaschenöffnen aus eigener Erfahrung: Eine Getränkeflasche, in der Unterdruck herrscht, knallt nicht beim Öffnen. Sondern sie ploppt.
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Messen kannst du eine (akustische) Stoßwelle einfach dadurch, dass du sie mit einem Mikrofon und einem Aufnahmegerät aufnimmst. Beim Auswerten wirst du feststellen, dass die Ankunft der Stoßwelle mit einem plötzlichen Druckmaximum zusammenhängt. Das ist dann also eine Möglichkeit, das anhand der Signalform zu entscheiden, die du mit einer Messung aufgenommen hast.
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Natürlich kann man sich irgendeinen Zusammenhang ausdenken, bei dem Energie etwas damit zu tun hat, ob sich eine Stoßwelle bildet oder nicht. Zum Beispiel könnte ich mir vorstellen, dass man keinen Explosionsknall mehr zustandebekommt, wenn die Menge an reagierendem Material zu klein wird. Dann gibt das vielleicht nur noch ein "pfffft" statt einem Knall.
Aber ich glaube, so ein Energiekriterium ist noch lange kein praktisches Kriterium, mit dem wir leicht verstehen und entscheiden können, ob etwas eine Stoßwelle ist oder nicht. Ich glaube, da wirst du andere konkrete Kriterien wie das mit der Überschallgeschwindigkeit, oder vielleicht ein Mess-Kriterium wie das der Signalform, viel lieber verwenden, weil du damit viel leichter entscheiden kannst, ob es sich um eine Stoßwelle handelt oder nicht.
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Mung
Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 10
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| Mung Verfasst am: 14. Okt 2006 10:48 Titel: |
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Hallo dermarkus:
Nur ganz schnell, da ich schwer im Druck: Anbei ein Oszillogramm von einem Knall. Keine N-Welle, sondern schöner dissipativer Ausklang.
Hoffentlich kommt das auch rüber mit der datei |<knalldruck.bmp>|(.xyz, alles verboten!!!) Jetzt als zip
| Beschreibung: |
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knalldruck.zip |
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| Beschreibung: |
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Turet.zip |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 16. Okt 2006 00:56 Titel: |
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Stimmt, diese beiden Bilder zeigen recht schön, dass bei einer Stoßwelle der Druckanstieg am Anfang ziemlich plötzlich ist.
So eine Beschreibung des Signals einer Stoßwelle findet man zum Beispiel auch bei Wikipedia:
Stoßwellen sind nach
http://de.wikipedia.org/wiki/Druckwelle
Wellen,
| Zitat: |
bei denen sich der Druck sprunghaft ändert und die Amplitude zumeist vergleichsweise groß ist.
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Das Bild von der N-Welle zeigt eine Stoßwelle, bei der vorne großer Druck herrscht, hinten niedriger Druck herrscht, und beide Übergänge, sowohl der am Anfang als auch der am Ende der Welle erfolgen sehr abrupt. Ich vermute, ob eine N-Welle auftritt oder ob die Stoßwelle an ihrem Ende allmählich abklingt, dürfte von der Art der Erzeugung der Stoßwelle abhängen.
Andere Stoßwellen klingen allmählicher ab, so findet sich in der schematischen Darstellung auf Seite 7 in folgendem Link:
http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=977904377&dok_var=d1&dok_ext=pdf&filename=977904377.pdf
ein sanfterer Abfall. Dass hier auch der Anstieg der Stoßwelle runder aussieht, scheint mir zu zeigen, dass auch solche Wellenformen noch abrupt genug ansteigen, um noch als Stoßwelle praktisch (zum Beispiel für medizinische Zwecke) anwendbar sind und ihre Stoßwellenwirkung nutzbar gemacht werden kann.
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Mung
Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 10
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| Mung Verfasst am: 16. Okt 2006 15:58 Titel: |
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hi dermarkus!
Habe den Link noch nicht gelesen. Bestimmt klingt diese Medizinische Stoßwelle zart aus, wie jede ordentliche, jedenfalls wie ich sie verstehe. Meine aber das Problem beginnt uns zu besiegen.
dermarkus schrieb:
| Code: | | Das Bild von der N-Welle zeigt eine Stoßwelle, bei der vorne großer Druck herrscht, hinten niedriger Druck herrscht, und beide Übergänge, sowohl der am Anfang als auch der am Ende der Welle erfolgen sehr abrupt. Ich vermute, ob eine N-Welle auftritt oder ob die Stoßwelle an ihrem Ende allmählich abklingt, dürfte von der Art der Erzeugung der Stoßwelle abhängen. |
Gibt es also Stoßwellen verschiedener Art? Oder ist nicht die Auflösung einer Stoßwelle ebenso charakteristisch für alle Stoßwellen wie deren Entstehungsmechanismus.?
Diese "N-Welle" hat doch plötzlich zwei Unstetigkeitsstellen. Einmal beim Anstieg und beim Ende. Nur: Wie soll den diese zweite Unstetigkeitsstelle entstehen? Der Mechanismus bei Entstehen der Stoßfront ist ja nicht gegeben.
dermarkus schrieb:
| Code: | | Dein Versuch, die Entscheidung "Stoßwelle oder nicht Stoßwelle" am Indiz "Impaktleuchten" festzumachen, scheint mir ein bisschen umständlich. Wenn überhaupt, dann ist das sicher nicht der schnellste Weg, um die Sache auf den Punkt zu bringen und zu verstehen |
So war das auch nicht gemeint. Der Zustand in einer Stoßwelle von enorme Amplitude könnte ja ein Eigen-Leuchten erklären. Ich meinte nur, daß das nicht zwingend ist. Auch Impakte erklären das Leuchten und wie ich meine in diesme Fall besser!
dermarkus schrieb:
| Code: | | Wenn ich die Links richtig interpretiere, denkt man schlicht und einfach, dass dieser Ringnebel bei einer Sternenexplosion entstanden ist. Und damit war er dann natürlich eine Stoßwelle. |
Nun das stehrt ja im Physikbuch für Studenten von Demtröder. Da erwarte ich doch nicht, daß der schreibt es sei eine Stoßwelle, aber tatsächlich meint, so sei sie lediglich entstanden; sie sei es also nicht mehr. Ich meine der Materiering ist nur Produkt einer Stoßwelle. Als jene bei der Sternenexplosion durch das Medium Sonnenatmosphäre raste(der wird da mindestens so schnell gewesen sein wie die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ringtorsos, also einige zig-tausend km/s.) konnte der äußerste Teil der Sonne die Energie nicht mehr durch Stoß weiterreichen und in die Gleichgewichtslage zurückschwingen. Stattdessen verabschiedete er sich. Aber deshalb ist der abgesprengte Teil doch keine Stoßwelle mehr. Nicht für mich und doch auch schon gar nicht mehr für einen Demtöder, der doch in solch einem Werk sich präzise auszudrücken bemüht sein wird?
dermarkus schrieb:
| Code: | | Wenn du jetzt sagen möchtest, nun bewegt er sich aber durch Vakuum und nicht mehr durch ein ausreichend dichtes Ausbreitungsmedium, und du möchtest ihn deshalb nicht mehr als Stoßwelle, sondern als ehemalige Stoßwelle bezeichnen, dann wäre ich einverstanden. |
Das meinte ich nartürlich so.
Der Wikipedia-Link brachte mich auch nicht weiter. Dort verwischt man das Problem doch nur. Scheinbar herrscht allgemeine Begriffsverwirrung hierbei.
dermarkus schrieb:
| Code: | | Ich habe ja oben erklärt, dass die "vorderste Luftfront" auseinanderläuft. Darum ergibt sich hier kein scharfes Signal, sondern das "Plopp", das ich gemeint habe, entsteht eben durch den Prozess des Hin- und Herlaufens, den du da beschreibst |
Und so scheint mir das doch beim Aiflösen einer Stoßwelle zu gehen. Also ohne weiteren "Verdichtungs-"stoß. Und den "Verdünnungs-"stoß gibt es ja nicht.
Nochmal zum Ausgangspunkt zurück:
Frage war: Was ist eine Stoßwelle und wie wird sie erzeugt. Den zweiten Lösungsansatz habe ich schon bewußt der Begriffsprobleme wegen eingeführt. Jetzt sind wir soweit, daß wir vielleicht eine N-Welle haben, vielleicht aber auch keine, je nachdem wie die Stoßwelle erzeugt wurde.
Ich glaube wir sind an einem toten Punkt. In welches Fachgebiet fällt das Problem eigentlich? Schlichte Mechanik?
Kann denn keiner irgendwie helfen?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 16. Okt 2006 17:33 Titel: |
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Ich glaube, da wünschst du dir eine Definition, die detaillierter ist als das, was das eigentliche Phänomen hergibt.
Du weißt nun schon, wie man eine Stoßwelle erzeugen kann. Nämlich zum Beispiel als Überschallknall durch Überschallgeschwindigkeit, oder durch eine Explosion.
Und du weißt auch schon den wichtigsten Unterschied zwischen einer Stoßwelle und einer normalen Welle: Eine Stoßwelle ist was plötzliches, und eine normale Welle ist was gleichmäßiges.
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Und nun wünschst du dir anscheinend eine Definition, die ganz genau sagt, wann etwas eine Stoßwelle ist und wann nicht mehr. Ich meine aber, der Übergang zwischen beidem ist fließend, und so eine scharfe Definition gibt es nicht oder hängt zumindest sehr davon ab, was man in welchem Zusammenhang oder für welche Anwendung noch als plötzlich genug empfindet, um von einem Stoß sprechen zu wollen.
Zum Beispiel kann aus einer Stoßwelle allmählich eine normale Schallwelle werden, während sie sich immer weiter ausbreitet. Und da kann man zwar am Anfang sicher sagen "jetzt ist es eine Stoßwelle", und am Ende sicher sagen "jetzt ist es keine Stoßwelle mehr", aber zwischendrin mag man sich sicher nicht darauf versteifen, dass man das jetzt unbedingt als Stoßwelle bezeichnen sollte oder dass auf keinen Fall mehr von einer Stoßwelle gesprochen werden könnte.
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