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Abschätzung der Kraft, mit der ein Fallschirm ausgelöst wird

 
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Brzelinski



Anmeldungsdatum: 20.10.2005
Beiträge: 460
Wohnort: D 25336 Klein Nordende

BeitragVerfasst am: Mo 16 Okt 2006, 11:05    Titel: Abschätzung der Kraft, mit der ein Fallschirm ausgelöst wird Antworten mit Zitat

Wie groß ist die Kraft, mit der ein Fallschirm aus der Rakete herausgezogen wird? Eine interessante Frage, die nur Näherungsweise und bei Voraussetzung vieler Vereinfachungen gegeben werden kann. Ich möchte versuchen, hier eine Antwort zu geben. Ich gehe dabei davon aus, das die Rakete im Bereich des Fallschirmfaches geteilt wird.

Die Kraft W, die auf einen bewegten Körper in einem Medium wie Wasser oder Luft wirkt, ist

W= 1/2 cw q ro v2.

cw ist der Widerstandsbeiwert. Er hängt daven ab welche Form der Körper hat. Bei einer Scheibe oder einem Zylinder ist er etwa 1. Er kann bei Strömungsgünstigen Körpern viel kleiner sein, aber bei ungünstigen Verhältnissen auch viel größer. Wählen wir hier einmal cw = 1.

q ist die Größe der Fläche, die senkrecht zur Strömung steht. Nehmen wir hier einmal ein Rechteck a x b. Es könnte die Vorderseite der Spitze ein, die 10 cm hoch und 10 cm breit ist. Es könnte auch die Seite der Spitzt sein, die 10 cm hoch und 100 cm breit ist, oder es könnte auch das Seil sein, das 2 cm hoch und 600 cm breit ist.

ro ist die Dichte des Mediums. Die Dichte von Luft ist ca. 1,2 kg/m3.

v ist die Geschwindigkeit.


Zuletzt bearbeitet von Brzelinski am Mi 18 Okt 2006, 11:01, insgesamt 8-mal bearbeitet
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Andreas Müller



Anmeldungsdatum: 28.02.2005
Beiträge: 2493
Wohnort: Altendorf

BeitragVerfasst am: Mo 16 Okt 2006, 12:30    Titel: Re: Abschätzung der Kraft, mit der ein Fallschirm ausgelöst Antworten mit Zitat

Brzelinski hat folgendes geschrieben:

ro ist die Dichte des Mediums. Die Dichte von Luft ist ca. 0,015 Newton/dm3.

Die Dichte muss die Einheit kg/m^3 haben, mit Deiner Wahl stimmen die Masseinheiten nicht. Uebliche Werte fuer die Luftdichte sind zwischen 1000g/m^3 (Gebirge) und 1200g/m^2 (Flachland).
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Brzelinski



Anmeldungsdatum: 20.10.2005
Beiträge: 460
Wohnort: D 25336 Klein Nordende

BeitragVerfasst am: Mo 16 Okt 2006, 12:54    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, Andreas.

Nehmen wir einmal an, die Rakete beschleunigt im freien Fall auf 20 Km/h = 20 x 1000 / 3600 m/s = 5,55 m/s. Das ist etwa die Geschwindigkeit eines Fallschirmspringers.

Dann ist der Widerstand der Spitze W1 = 1/2 x 1 x o,1 m x 1 m x 1.2 kg/m3 x 5,55 2 m 2 / s 2 = 2 kg m/s2 = 2 N.

Der Widerstand des Seiles ist W2 = 1/2 x 1 x 0,02 m x 6 m x 1,2 kg/m3 x 5,55 2 m 2 / s 2 = 2 N

Man erhält so für die Gesammtkraft einen Wert von maximal 4 Newton. Das ist nicht viel. Da muß der Schirm schon ganz schön locker in seinem Fach liegen, damit er herauswehen kann.

Das ganze ist nur eine grobe Näherung, und die Rakete kann auch noch schneller fallen. Es bleibt aber eine recht kleine Kraft, die auf grund das Fahrtwindes auf den Fallschirm wirkt.
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Brzelinski



Anmeldungsdatum: 20.10.2005
Beiträge: 460
Wohnort: D 25336 Klein Nordende

BeitragVerfasst am: Di 17 Okt 2006, 15:50    Titel: Antworten mit Zitat

Damit sage ich nichts neues. Aber jetzt habe auch ich es eingesehen.

Man braucht noch zusätzliche Energie zum herausdrücken des Fallschirmes. Das reine Öffnen des Fallschimfaches kann zu wenig sein.

Viele Grüße, Gert.
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Juerg
Site Admin


Anmeldungsdatum: 27.02.2005
Beiträge: 4545
Wohnort: Oberengstringen

BeitragVerfasst am: Di 17 Okt 2006, 20:12    Titel: Antworten mit Zitat

Darum sind Kolben so beliebt: Da sind die Fallschirme sicher draussen und erst noch vor Flammen geschützt.

Gruss

Jürg

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