Frage zur Kraft (Physik)1

...komplette Frage anzeigen Boot - (Physik, Wasser, Kraft)

1 Antwort

Naja, also so wirklich beantworten kann man die Frage nicht. Es treten ja prinzipiell mal zwei "wichtige" Reibunen auf: An den Seilrollen und "am Wasser". Die Reibung an den Seilrollen ist dabei so, wie wenn man einen Körper über eine Oberfläche zieht. Also zuerst (wenn die Seilrollen noch in Ruhe sind) muss eine bestimmte Haltekraft pberwunden werden. Wenn sich dann mal das Seil und die Rolen bewegen, dann muss man dazu eine konstante Kraft aufwenden, die aber kleiner ist als die Haltekraft. Aber beide Kräfte können eigentlich nur experimentell überprüft werden (Ich denke, dass die für euch auch nicht so wirklich relevant sind).

Die andere Reibung ist die Reibung am Wasser. Die ist Abhängig von der Geschwindigkeit des Schiffes relativ zum Wasser.Prinzipiell kan man sich folgendes Überlegen: Wasser sit eine sogenannte newtonsche Flüssigkeit, das bedeudet, dass die benötigte Kraf um ein "Wasserpartikel" gegnüber einem anderen zu verschieben (genau das macht ja das Schiff, wenn es sich in Bewegung setzt) proportional zu der Geschwindigkeit ist, mit der diese Verschiebung einhergeht. Das bedeudet aber auch: Wenn sich noch nix tut (Also das Schiff in Ruhe ist), dann gibt es auch keine Kraft. Je schneller das Schiff fährt, desto größer wird dann die Widerstandskraft. Das bedeudet: Wenn es nur darum gehen soll, dass das Schiff losfährt, dann ist sein Gewicht ganz egel. Das Gewicht bestimmt am Ende nur (neben der Form und Größe) wie schnell das Schiff maximal werden kann. Aber weil in der Ruhe die Widerstandskraft immer 0 ist, fährt es auf jede Fall los (Sofern der Haltewiderstand der Seilrollen nicht zu groß ist)

Das verwundert vielleicht zunächst, weil man ja so argumentiern könnte: "Nach der Argumentation müsste man ja auch einen großen Tanke mit 15g bewegen können". Das glaubt man zwar auf den ersten Blick nicht, ist aber prinzipiell tatsächlich so. Nur ist es bei so nem Tanker natürlich so, dass hier viele ander Einflüsse (Wellengang, Wind) dazukommen und außerdem am Ende die maximale Geschwindigkeit mit 15 g Zuggewicht so klein ist, dass sie eigentlich der Null entspricht (Wenn sich de Tanker mit 1 Millimeter im Monat fortbewegen würde, dann sieht man das ja auch nicht). aber prinzipiell bleibt es dabei, dass er sich scon mit jeder noch so kleinen Kraft fortbewegt.

Noch ein kleiner Zusatz: Wenn er sich dann mal fortbewegt, dann kann man die ntige Kraft in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit berechnen. Es gilt:

F=1/2* Cw* A* ρ* v²

F - Widerstandskraft
Cw - Der Widerstandsbeiwert. Ein Wert (ohne Einheit), der bei euch als konstant angenommen werden kann. Er ist von der Form des Schiffes abhängig und muss experimentell gemessen werden.
A - Die Frontfläche eures Schiffs (da die ja konstant ist, kann man die auch gleich mit Cw verrrechnen, aber die Darstellung wie oben ist eben üblich (weil man dann Cw konstant lassen kann und das Schiff einfach "aufblasen" kann, also wenn man das Schiff einfach doppelt so groß baut (aber von der prinzipiellen Form gleich lässt), dann bleibt Cw konstant, aber die Fläche A ändert sich))
ρ - Die Dichte des umgebenden Mediums (also Wasser ρ= 1000kg/m³)
v - die Geschwindigkeit eures Schiffes

GunR16 16.06.2011, 00:34

Vielen Dank für die ausführliche Antwort! Ich denke, ich habe da auch schon eine Idee, wie ich das umsetzen kann.

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