Wissenschaftliches Experiment

[Wolkengeflüster]

Hallo zusammen,
gerade habe ich mir ein Papier zurecht geschnitten.
Dabei ist mir ein ein etwa 5 x 3 paar Zentimeter langer Streifen
vom Schreibtisch gefallen und ist mit um die eigene Längsachse
rotierenden Bewegungen schräg nach vorne zu Boden geschwebt.

Das heisst, dieser Papierschnipsel hat Auftrieb erzeugt ?

Wer war gut in Physik ?

Gruss Josef

[Mister_Hickup]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Hallo zusammen,
gerade habe ich mir ein Papier zurecht geschnitten.
Dabei ist mir ein ein etwa 5 x 3 paar Zentimeter langer Streifen
vom Schreibtisch gefallen und ist mit um die eigene Längsachse
rotierenden Bewegungen schräg nach vorne zu Boden geschwebt.

Das heisst, dieser Papierschnipsel hat Auftrieb erzeugt ?

Wer war gut in Physik ?

Gruss Josef

Hallo Josef

...war zwar nicht der Beste in Physik, aber könntest Du mir bitte zwei Tonnen dieser Streifen zukommen lassen...

Ab jetzt nehme ich immer ne Hand voll Deiner auftrieberzeugenden Schnipsel mit und werde nie mehr absaufen


O.k., sorry, der musste einfach sein...

Aber trotzdem liegst Du meines Erachtens - wie gesagt, war nicht der beste in Physik - gar nicht so falsch mit der Bezeichnung "Auftrieb"... ...wenn ich mich richtig erinnere, dann gibts doch den dynamischne Auftrieb - der entsteht doch, wenn sich ein Gegenstand relativ zur z.B. Luft bewegt. So viel ich weiss üben dabei zwei Kräfte Einfluss auf den Gegenstand aus - die dynamische Auftriebskraft und die Widerstandskraft... an viel mehr kann ich mich nicht mehr erinnern... Ah, doch - da kommt mir noch der statische Auftrieb in den Sinn - hat was mit Verdrängung zu tun (wie bei einem Boot)... ...naja, nützt uns auch nicht viel mehr...

Gut, war vielleicht nicht Universitätsniveau, aber vielleicht animiert mein Beitrag unsere Physikprofessoren zu einem Beitrag

so long!

[gerninderluft]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Hallo Wolkengeflüster,
ich war zwar nie gut in Physik, diese Drehflügel sind mir aber bekannt:
als Kind hatte ich einmal einen Drachen, der wie ein Flugzeug aussah und ebensolche Flügel, die sich um einen Draht drehten hatte.
Das mit dem Auftrieb, der umströmenden Luft (ein rotierender Ball macht auch Auftrieb) können die Aerodynamikfüchse hier bestimmt erklären.

Schönen Abend,
Bertram

PS: ich versuchs mal so: Du hast bestimmt beobachtet, dass der Streifen so rotiert, dass die Oberkante immer rückwärts, also entgegen der Fllugrichtung bewegt wird. Das bedeutet für mich, dass die vorbeiströmende Luft gegenüber der Blattachse oben schneller vorbeiströmt als unten ("Reibung" bzw. "Schaufelradeffekt"). In der Gleitschirmtheorie habe ich dazu gehört, dass das bei einem gewölbten Flügelprofil auch so ist: oben strömts schneller als unten. Aus dem Druckgleichgewicht oder wie das auch heissen mag ergibt sich, dass über dem Blatt der statische Druck geringer sein muss als unter dem rotierenden Blatt. Schon erzeugt das Blatt Auftrieb.
Die Erklärung ist jetzt ein wenig Hausbacken, ich hoffe, sie ist zumindest anschaulich. Warum diese Rotation so stabil ist und von Sinken und Vorwärtsfahrt aufrechterhalten wird weiß ich auch nicht

[paraopa]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Hallo zusammen,
gerade habe ich mir ein Papier zurecht geschnitten.
Dabei ist mir ein ein etwa 5 x 3 paar Zentimeter langer Streifen
vom Schreibtisch gefallen und ist mit um die eigene Längsachse
rotierenden Bewegungen schräg nach vorne zu Boden geschwebt.

Das heisst, dieser Papierschnipsel hat Auftrieb erzeugt ?

Wer war gut in Physik ?

Gruss Josef

Servus
ne, kein Auftrieb, nur viel Widerstand, deshalb fällt der Schnipsel langsam. Auftrieb wirkt senkrecht zur Anströmrichtung, Widerstand entgegengesetzt zur Anströmrichtung. Als wenn der Schnipsel senkrecht zu Boden fällt, hat er keinen Auftrieb erzeugt. Fällt er aber etwas schräg, dann hat er etwas Auftrieb erzeugt, in diesem Fall über den Magnus Effekt= rotierender Zylinder plus Anströmung ist Auftrieb.
cu
Ernst

[ekke]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Modifikation zum Zeppelin: http://www.kostian.net/papierflieger/index.php?go=142

[kemde]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Hallo zusammen,
gerade habe ich mir ein Papier zurecht geschnitten.
Dabei ist mir ein ein etwa 5 x 3 paar Zentimeter langer Streifen
vom Schreibtisch gefallen und ist mit um die eigene Längsachse
rotierenden Bewegungen schräg nach vorne zu Boden geschwebt.

Das heisst, dieser Papierschnipsel hat Auftrieb erzeugt ?

Wer war gut in Physik ?

Gruss Josef

Hallo,

Du hast nie als Bub Modellbau betrieben, wie ich vermute ? :-))

Mit Auftrieb hat das natürlich nichts zu tun, dafür braucht's ein Profil. Eine profilierte Fläche an sich (oder sonst ein Teil) erzeugt aber erst Auftrieb durch einen Anstellwinkel und eine Vorwärtsbewegung. Den Anstellwinkel gibt's bei Flächenfliegern durch das Leitwerk. Ein rotierender Zylinder liegt hier nicht vor, denn ein Zylinder ist rund, Dein Schnipsel aber flach und rechteckig.

Ein in der Luft fallendes Teil sucht sich den Weg des Gleichgewichts zwischen Gewicht und Luftwiderstand, und der war eben bei Deinem Schnipsel der des "Flattersturzes". Was da genau aerodramatisch ablief, kann ich Dir nicht erklären, es läßt sich aber auch mit einem Stück von 30*4 cm (Karton 250gr/qm), daß hier grade rumliegt, verläßlich reproduzieren.

Mit 'nem Alulineal geht's nicht ...

Fliegergrüße, fröhliches Schnipselwerfen
Klaus

[hangglider]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Eine schräg (von unten) angeströmte ebene Platte produziert IMMER Auftrieb !

Das Profil dieser Platte entscheidet nur darüber mit wieviel Widerstand der Auftrieb erzeugt wird.

Durch die entstehenden Strömungsverhältnise produziert die angeströmte ebene Platte zusätzlich noch ein Drehmoment, dadurch rotiert die Platte.
Das macht übrigens jeder Flügel wenn dieses Drehmoment nicht durch ein Höhenleitwerk (Konventionelles Flugzeug), über Schränkung (Drachen/Nurflügler) oder Tiefhängen des Schwerpunktes (Gleitschirm) ausgeglichen wird.

Der Anstieg des Auftriebsbeiwertes mit dem Anstellwinkel ist bei der ebenen Platte übrigens 2*PI, somit lässt sich der Auftriebsbeiwert zwischen 0 und ca. 15°Anstellwinkel sehr einfach bestimmen.
Bei grösseren Anstellwinkeln wird die ebene Platte nicht mehr sauber umströmt und es stellen sich andere Strömungsverhältnisse ein und die 2*Pi Regel gilt nicht mehr.

HG

[kemde]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Eine schräg (von unten) angeströmte ebene Platte produziert IMMER Auftrieb !

Das Profil dieser Platte entscheidet nur darüber mit wieviel Widerstand der Auftrieb erzeugt wird.

Durch die entstehenden Strömungsverhältnise produziert die angeströmte ebene Platte zusätzlich noch ein Drehmoment, dadurch rotiert die Platte.
Das macht übrigens jeder Flügel wenn dieses Drehmoment nicht durch ein Höhenleitwerk (Konventionelles Flugzeug), über Schränkung (Drachen/Nurflügler) oder Tiefhängen des Schwerpunktes (Gleitschirm) ausgeglichen wird.

Der Anstieg des Auftriebsbeiwertes mit dem Anstellwinkel ist bei der ebenen Platte übrigens 2*PI, somit lässt sich der Auftriebsbeiwert zwischen 0 und ca. 15°Anstellwinkel sehr einfach bestimmen.
Bei grösseren Anstellwinkeln wird die ebene Platte nicht mehr sauber umströmt und es stellen sich andere Strömungsverhältnisse ein und die 2*Pi Regel gilt nicht mehr.

HG

Frage:

Ich dachte immer, eine schräg von unten angeströmte Platte ohne Profil produziert keinen Auftrieb, sondern sorgt lediglich für eine Umlenkung eines Luftstroms und war der Meinung, das sei reiner Widerstand, aber kein Auftrieb. So etwa, wie ein Wasserball auf einer Fontäne tanzt oder eben eine Platte (Papier) von einem Luftstrom nach oben oder sonstwohin gepustet wird.

Lag ich da falsch ?

Auftrieb entsteht m. W. bei einem angeströmten Profil eben nach dem Gesetz von Bernoulli (Summe aus statischem und dynamischem Druck ist konstant etc.blabla, genaueres auf Anfrage, aber erst nach Ostern, da ab morgen verreist). Nur braucht's für die Anwendung von Bernoulli eben eine Verengung der Form und damit Beschleunigung des Luftstroms, was uns zum Profil führt. (Geringeren Auftrieb gibt's auch an einem rotierenden Zylinder oder einem anderen Auftriebskörper, nur der Vollständigkeit halber)





Ja, das mit dem Drehmoment ist nachvollziehbar, aber wie entsteht es ?

Das Ding dreht sich übrigens immer "nach hinten", will sagen, entgegen der "Flugrichtung". Bringt man die Drehung mit der Hand rein, ändert sich die "Flugrichtung". Es sei denn, man läßt es einfach so los, dann schwebt's stabil und in flacher Lage nach unten.

Ich habe auch das Gefühl, daß es sich nahezu um freien Fall handelt. Aus ca. 2m Höhe fallen gelassen dauert es 2 Sekunden, mit leichtem Vorwärtsschubs und "Rotationssturz" 2,5 Sekunden ... also so ganz traue ich dem Auftrieb ja nicht :-)

Fliegergrüße
Klaus

Dem fast der Bastelwastel durchgeht ... :-)

[gerninderluft]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Hallo Kemde,
dieses rotierende Blatt hat ja sowas wie einen Gleit- (oder Sturz-?) Winkel.
Einen Gleitwinkel kann ich mir aber ohne Auftrieb nicht vorstellen, daher weiter oben im Thread meine Vermutungen.
Die schräg angeströmte Platte bildet auf ihrer Oberseite Wirbel, die für die umströmende Luft wieder ein wenig wie ein Profil wirken. Der Auftriebsschwerpunkt liegt in etwa bei 1/4 bis 1/3 Plattentiefe, also ähnlich wie bei einem Profil.
Diese Behauptungen basieren auf Beobachtungen an Modellflugzeugen mit ebenen Platten als Flügel und deren Schwerpunktsbestimmung.
Aus der Lage des Auftriebsschwerpunktes ergibt sich automatisch ein Drehmoment, dass die Platte aufrichten will. Es folgt der Überschlag und die Anströmung von der vorherigen Rückseite, der neuen Vorderseite.
Was ich nicht zweifelsfrei beobachten konnte war, ob das Blatt Papier eine reine Rotation um die Querachse durchführt oder ob es sich immer wieder aufbäumt, überschlägt, neu anfährt, sich aufbäumt, überschlägt ...

Gruß,
Bertram

[kemde]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Hallo Kemde,
dieses rotierende Blatt hat ja sowas wie einen Gleit- (oder Sturz-?) Winkel.
Einen Gleitwinkel kann ich mir aber ohne Auftrieb nicht vorstellen, daher weiter unten meine Vermutungen.
Die schräg angeströmte Platte bildet auf ihrer Oberseite Wirbel, die für die umströmende Luft wieder ein wenig wie ein Profil wirken. Der Auftriebsschwerpunkt liegt in etwa bei 1/4 bis 1/3 Plattentiefe, also ähnlich wie bei einem Profil.
Diese Behauptungen basieren auf Modellflugzeugen mit ebenen Platten als Flügel und deren Schwerpunktsbestimmung.
Aus der Lage des Auftriebsschwerpunktes ergibt sich automatisch ein Drehmoment, dass die Platte aufrichten will. Es folgt der Überschlag und die Anströmung von der vorherigen Rückseite, der neuen Vorderseite.
Was ich nicht zweifelsfrei beobachten konnte war, ob das Blatt Papier eine reine Rotation um die Querachse durchführt oder ob es sich immer wieder aufbäumt, überschlägt, neu anfährt, sich aufbäumt, überschlägt ...

Gruß,
Bertram

Also gut, nehmen wir die Platte noch in den Auftrieb mit rein :-)

Ja, das wäre natürlich eine Erklärung, auch für die Geschwindigkeit der Überschläge ... eine Pfeilung müßte dem entgegenwirken (Uhu, Schere, Papier !).

Liest hier ein Drachenflieger mit ? Wie war denn das noch mit dem Tuck ? War der wg. zu hohem oder zu niedrigem Anstellwinkel ?

Fliegergrüße
Klaus

[audacium]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Frage:

Ich dachte immer, eine schräg von unten angeströmte Platte ohne Profil produziert keinen Auftrieb, sondern sorgt lediglich für eine Umlenkung eines Luftstroms und war der Meinung, das sei reiner Widerstand, aber kein Auftrieb. So etwa, wie ein Wasserball auf einer Fontäne tanzt oder eben eine Platte (Papier) von einem Luftstrom nach oben oder sonstwohin gepustet wird.

Lag ich da falsch ?

Ganz kurz: Wenn ein Koerper von einem Fluid umstroemt wird, entstehen um den Koerper herum Druckvariationen. Durch Integration erhalten wir die Nettokraft auf den Koerper.
Jede Kraft (bzw. der Anteil der Nettokraft), die senkrecht zur Anstroemrichtung wirkt (und hoffentlich gegen die Gewichtskraft), ist Auftrieb (das ist einfach Definition), jede Kraft entgegengesetzt-parallel zur Anstroemrichtung ist Widerstand. Und bei einer schraeg angestroemten Platte wirst Du eben auch einen Kraftanteil senkrecht zur Anstroemung haben, daher produziert auch diese Platte Auftrieb. Denke bspw. an das space shuttle, das wuerde ich als grosse Platte mit einem dicken Wulst bezeichnen , aber auch das space shuttle produziert Auftrieb (waehrend der Landung ist es meines Wissens lediglich ein Gleiter ohne Antrieb).


Gruesse.

[gerninderluft]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Den gepfeilten Flügel habe ich eben ausprobiert, der überschlägt sich natürlich auch, die Rotation ist langsamer (mehr Hebel der dämpfenden Fläche?).
Der Effekt ist ja immer noch der gleiche: der Schwerpunkt liegt deutlich hinter dem Druckpunkt und damit wird dem aerodynamischen Moment kein statisches Moment entgegengesetzt.

Der Tuck ist, soweit ich mich hier erinnere, ein Vorwärtsüberschlag aus großem Anstellwinkel. Der läßt sich mit so einem gepfeilten und geschränkten und statisch ausgewogenen Papierflügel auch ohne pendelnden Piloten veranschaulichen: halte den Flügel an der Nase mit der Nase senkrecht nach oben und lasse ihn rückwärts fallen. Der Flügel kippt nach vorne, überschlägt bis in Rückenlage und fährt an. Erst nach einiger Flugstrecke beginnt er mit einem Abschwung um in den Momentenneutralen Normalflug überzugehen.

Langsam kommen meine Erinnerungen an meine Papierfliegerzeit wieder hoch.

Gruß,
Bertram

[kemde]

AW: Wissenschaftliches Experiment

Ganz kurz: Wenn ein Koerper von einem Fluid umstroemt wird, entstehen um den Koerper herum Druckvariationen. Durch Integration erhalten wir die Nettokraft auf den Koerper.
Jede Kraft (bzw. der Anteil der Nettokraft), die senkrecht zur Anstroemrichtung wirkt (und hoffentlich gegen die Gewichtskraft), ist Auftrieb (das ist einfach Definition), jede Kraft entgegengesetzt-parallel zur Anstroemrichtung ist Widerstand. Und bei einer schraeg angestroemten Platte wirst Du eben auch einen Kraftanteil senkrecht zur Anstroemung haben, daher produziert auch diese Platte Auftrieb. Denke bspw. an das space shuttle, das wuerde ich als grosse Platte mit einem dicken Wulst bezeichnen , aber auch das space shuttle produziert Auftrieb (waehrend der Landung ist es meines Wissens lediglich ein Gleiter ohne Antrieb).


Gruesse, Eduard.

Ok, wenn das einfach Definition ist, nehme ich das so hin ... aber Abtrieb = Auftrieb :-)) ? Nene, hab' Dich schon verstanden ...



Ja, das Space Shuttle ist/war/wird gewesen sein ein Gleiter mit ziemlicher Flächenbelastung (Deltaflügel, Rumpf ist teilweise Auftriebskörper). Vref liegt/lag/wird gelegen haben bei Ziemlich Hoher Geschwindigkeit (Lord Helmchen) bei irrsinnigem Anstellwinkel.

[hangglider]

AW: Wissenschaftliches Experiment

HIer ist eine gute Erklärung: http://www.schlechtflieger.de/engine...trieb/text.htm

Das gezeichnete Profil kann man durch eine ebene Platte ersetzen. Die ist dann immer noch ein "Stromlinienverbieger".

Das Drehmoment kommt von den Druckverhältnissen durch die Anströmung.
An der "Vorderkante" einer ebenen Platte reisst die Strömung schon bei geringen Anstellwinkeln an der Oberseite leicht ab. Dadurch entsteht ein Wirbel der an der Vorderkannte den Druck auf die Oberseite verringert (wie durch die Geschwindigkeitserhöhung durch ein Profil) dadurch bekommt die Platte ein Drehmoment nach "hinten", wie jedes andere angestellte Profil auch.

Wirbel und Platte bilden zusammen für die umgebende Luft ein Profil.

Billige Flugmodelle und Jahrmarktflieger haben auch nur eine ebene Platte als Tragflügel. Hat viel Widerstand, fliegt aber nicht einmal schlecht.

HG

[manfred.ullrich]

AW: Wissenschaftliches Experiment

JEDES auftrieberzeugende (Auftrieb ist die Gegenkraft zum Gewicht) Ding bewegt die Luft nach
unten. Das kann auch eine ebene Platte - nur nicht so günstig.

Gruß, Manfred