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bikencamper
Anmeldungsdatum: 08.02.2024
Beiträge: 5
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 bikencamper Verfasst am: 08. Feb 2024 08:01 Titel: Joule in kg umrechnen |
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Meine Frage:
Grüß Gott und Servus,
ich wohne in Südbayern und war jetzt zweimal von Hagelunwettern mit Körnergrößen bis 6 cm betroffen. Zum permanenten Schutz meines Transporters möchte ich mir einen Dachträger bauen, der oben komplett geschlossen ist. Zur Materialauswahl stehen stegverstärkte Aluplatten oder Doppelstegplatten aus Polycarbonat. Bevor ich hier viel Zeit und Geld investiere interessiert mich ob diese Lösungen wirklich hagelresistent sind.
Im Netz habe ich diesen Link gefunden:
https://www.gabrielstrommer.com/hagelrechner/
Hier ergibt sich bei einer Hagelkorngröße von 6 cm ein Wert von 47,3 Joule.
Da ich bisher nicht mal wußte wie man Physik schreibt kann ich mit diesem Wert leider nichts anfangen. Deshalb interessiert mich wieviel kg dieser Wert entspricht. Dann könnte ich im Vorfeld mal einen Materialtest durchführen um sicher zu stellen, dass ich mit meiner Materialauswahl nicht völlig daneben liege.
Ich hoffe meine Frage richtig formuliert zu haben und bedanke mich bereits im Voraus für die Hilfe. Eine hagelfreie Zeit wünscht
Gerd
Meine Ideen:
Joule in kg umrechnen |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18080
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| TomS Verfasst am: 08. Feb 2024 08:34 Titel: |
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Man kann Masse nicht einfach in Energie umrechnen, das zwei verschiedene Paar Schuhe.
Die verlinkte Berechnung für das Hagelkorn – man sollte mal eine Plausibilitätsbetrachtung durchführen *) – ist wohl die kinetische Energie
die das Hagelkorn der Masse m aufgrund der Fallgeschwindigkeit v besitzt, und die es – ganz oder zum Teil? – im Blech deponiert, wodurch dieses verformt wird.
Was man nun tun könnte, wäre folgendes: andere Körper mit vergleichbarer Form und Größe auf das selbe Blech schießen, wobei man deren Masse und Geschwindigkeit so anpasst, dass wiederum die selbe Energie deponiert wird.
*) habe ich erledigt, passt
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Zuletzt bearbeitet von TomS am 08. Feb 2024 08:51, insgesamt einmal bearbeitet |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 08. Feb 2024 08:46 Titel: |
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Willkommen im Physikerboard!
Ich hab die drei entscheidenden Formeln mal aus dem Quelltext geholt. Die Vermutung von Tom scheint zu stimmen:
^3 \cdot \frac {\pi}3 \cdot \rho)
^2 \cdot \pi \cdot \rho_{Luft}}}\cdot 3,6)
(EDIT: korrigiert)
^2}2)
Viele Grüße
Steffen
Zuletzt bearbeitet von Steffen Bühler am 08. Feb 2024 09:15, insgesamt einmal bearbeitet |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18080
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| TomS Verfasst am: 08. Feb 2024 08:54 Titel: |
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Ohne Zahlen
Für die Masse:
mit Radius r = d/2 d.h. halber Durchmesser sowie der Dichte rho.
Geschwindigkeit
mit
mit der Frontfläche
Um das mit anderen Kugeln zu vergleichen, setzt man in die Gleichung für die Energie ein und erhält
wobei ich angenommen habe, dass der Körper mit Masse m und Radius r wieder frei aus genügend großer Höhe fällt, um die Endgeschwindigkeit zu erreichen.
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bikencamper
Anmeldungsdatum: 08.02.2024
Beiträge: 5
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| bikencamper Verfasst am: 08. Feb 2024 09:30 Titel: |
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Vielen Dank für die schnellen Antworten.
Wie schon zu meiner Person geschrieben kann ich mangels Kenntnis mit euren Formeln leider überhaupt nichts anfangen.
Meine geplante Vorgehensweise sollte genauso wie von TomS geschrieben erfolgen.
Das Material mit einem Gegenstand der der Auflagefläche eines Hagelkorns entspricht zu belasten.
Mich interessiert eigentlich nur ein ca. Wert damit ich abschätzen kann ob meine geplante Konstruktion überhaupt eine Schutzwirkung hat.
Dass im Praxisfall Windeinfluss, Aufprallwinkel, Temperatur etc. noch eine Rolle spielt ist mir klar.
Gruß Gerd |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18080
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| TomS Verfasst am: 08. Feb 2024 09:56 Titel: |
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| bikencamper hat Folgendes geschrieben: | | Das Material mit einem Gegenstand der der Auflagefläche eines Hagelkorns entspricht zu belasten. |
Drauf legen? Das funktioniert nicht.
Du muss es schon drauf fallen lassen.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18080
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| TomS Verfasst am: 08. Feb 2024 10:11 Titel: |
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Machen wir mal ein konkretes Beispiel: Da es nicht ständig hagelt, verwendest du stattdessen Glasmurmeln. Glas hat eine höhere Dichte, deswegen müssen sich Masse und Radius im Vergleich zu einem Hagelkorn ändern, damit im Ergebnis dieselbe Energie herauskommt, d.h. dass in der letzten Formel der letzte Bruch den selben Wert Wert liefert.
Man kann durch Umstellung der Gleichung den notwendigen Radius der Murmel berechnen.
Ich setze mal die Werte für Eis und Fensterglas an:
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Zuletzt bearbeitet von TomS am 08. Feb 2024 10:30, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 08. Feb 2024 10:18 Titel: |
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Ein anderer Ansatz: die berechnete Energie wirkt auf den Dachträger (vereinfacht ein Masse-Feder-System) und wird hauptsächlich in Verformungsenergie  umgewandelt. Die dadurch bewirkte Auslenkung u hängt von der Federkonstanten D ab.
Die müsste man erst mal rausfinden, z.B. indem man ein Kilogramm (knapp 10 Newton) auf die Dachträgerplatte legt und schaut, wie weit sie sich durchbiegt. Sagen wir mal ein Zentimeter, dann ist  .
Dann lustig weiter:
Mit den 47 Joule also
Und das über die Federkonstante in eine Kraft umrechnen:
Und das entspricht etwa 30 Kilogramm. Einverstanden, Tom?
Zuletzt bearbeitet von Steffen Bühler am 08. Feb 2024 10:30, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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bikencamper
Anmeldungsdatum: 08.02.2024
Beiträge: 5
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| bikencamper Verfasst am: 08. Feb 2024 10:22 Titel: |
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Hallo,
mein laienhafter Praxisversuch wäre so gedacht, dass ich ein 6 cm starkes Rundholz aus Hartholz auf der Stirnseite mit einer 180 Grad Rundung versehe und dann mit dem errechneten Gewicht auf die geplante Oberfläche (z.B. Alu mit 3mm Stärke) drücke.
Vielleicht könnt ihr mir das errechnen, falls möglich.
Gruß Gerd |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18080
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| TomS Verfasst am: 08. Feb 2024 10:33 Titel: |
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Das sind m.E. völlig unterschiedliche Szenarien, aber dazu wissen evtl. Materialwissenschaftler mehr.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 08. Feb 2024 10:47 Titel: |
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Es bedarf keiner komplizierten Rechnung. Mit einer Masse von 0,113 kg und einer Auftreffenergie von 47,3 Joule treffen
die Hagelkörner mit einer Geschwindigkeit von ca. 100 km/h auf.
Ich würde als Hagelschutz ein Gestell mit einer Plane wie bei einem LKW überziehen. Die Plane über dem Laderaum eines LKW wird durch Hagel nicht beschädigt. |
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bikencamper
Anmeldungsdatum: 08.02.2024
Beiträge: 5
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| bikencamper Verfasst am: 08. Feb 2024 18:29 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | Ein anderer Ansatz: die berechnete Energie wirkt auf den Dachträger (vereinfacht ein Masse-Feder-System) und wird hauptsächlich in Verformungsenergie umgewandelt. Die dadurch bewirkte Auslenkung u hängt von der Federkonstanten D ab.
Die müsste man erst mal rausfinden, z.B. indem man ein Kilogramm (knapp 10 Newton) auf die Dachträgerplatte legt und schaut, wie weit sie sich durchbiegt. Sagen wir mal ein Zentimeter, dann ist .
Dann lustig weiter:
Mit den 47 Joule also
Und das über die Federkonstante in eine Kraft umrechnen:
Und das entspricht etwa 30 Kilogramm. Einverstanden, Tom? |
Bei 30 kg Belastung (auch wenn es 50 werden sollten) rentiert es sich für mich schon mal in die Versuchsphase überzugehen. Zumal die Eigendämpfung bei den von mir favorisierten Mehrschichtplatten höher sein dürfte wie bei den Aluplatten. |
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bikencamper
Anmeldungsdatum: 08.02.2024
Beiträge: 5
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| bikencamper Verfasst am: 08. Feb 2024 18:34 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Es bedarf keiner komplizierten Rechnung. Mit einer Masse von 0,113 kg und einer Auftreffenergie von 47,3 Joule treffen
die Hagelkörner mit einer Geschwindigkeit von ca. 100 km/h auf.
Ich würde als Hagelschutz ein Gestell mit einer Plane wie bei einem LKW überziehen. Die Plane über dem Laderaum eines LKW wird durch Hagel nicht beschädigt. |
Die Lösung mit einer rollbaren Plane habe ich auch noch im Visier. Du hast absolut recht, dass die bestückten Lkws sehr hagelresistent sind. Habe auch einen mit Plane geschlossenen Pkw Anhänger, der bisher die Unwetter klaglos überstanden hat. Werde diesbezüglich mal mit einem Anhängerbauer sprechen. Danke nochmal für die Anregung.
Gruß Gerd |
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