Wind wirkt auf Objekt

[Der T]

Servus,
Ich bin gerade dabei eine kleine Physikalische Simulation zu schreiben.
Jetzt bin ich beim Thema Wind angelangt und es stellte sich mir die Frage: Wie wirkt Wind überhaupt auf Objete (In meinem Fall Kugeln)?

Meine Überlegung ist, dass es auf jeden Fall mit der Masse und Dichte der Kugeln zusammenhängen muss. Die Überlegung war, dass eine Bleikugel mit derselben Oberfläche und Größe wie ein Tischtennisball weniger stark vom Wind erfasst werden muss.

Das heisst ich muss irgendwie einen Zusammenhang zwischen der Dichte der Kugel und der Geschwindigkeit und der Richtung des Windes herstellen.

Ich konnte dazu leider weder bei wikipedia noch bei google etwas finden. Ich hoffe hier kann mir jemand weiterhelfen.

Vielen Dank schonmal im vorraus :)

[3_of_8]

Ich denke mal du musst die Fläche berechnen, auf die der Wind auftrifft. (2*r*Pi) Abhängig davon und von der Geschwindigkeit des Windes solltest du dann mit Energieumrechnungen die Kraft ausrechnen können, die auf die Kugel wirkt.

[JasonDX]

Das Stichwort, das du suchst, ist Luftwiderstand, die Formel dafuer gibt dir den Luftwiderstand eines bestimmten Objektes. Auf Wikipedia findest du dazu naehere Infos, siehe Link.

greetz
Mike

[Der T]

Zitat:

Zitat von 3_of_8

Ich denke mal du musst die Fläche berechnen, auf die der Wind auftrifft. (2*r*Pi) Abhängig davon und von der Geschwindigkeit des Windes solltest du dann mit Energieumrechnungen die Kraft ausrechnen können, die auf die Kugel wirkt.

Die Dichte der Kugel müsste aber auch noch eine Rolle spielen. Hast du dazu genauere Infos oder Formeln dazu oder wüsstest du, wo man da nachgucken kann?

Zitat:

Das Stichwort, das du suchst, ist Luftwiderstand, die Formel dafuer gibt dir den Luftwiderstand eines bestimmten Objektes. Auf Wikipedia findest du dazu naehere Infos, siehe Link.

Den Luftwoederstand habe ich schon eingebaut. Das ist es nicht, wonach ich suche.

[Cöster]

Zitat:

Zitat von Der T

Zitat:

Das Stichwort, das du suchst, ist Luftwiderstand, die Formel dafuer gibt dir den Luftwiderstand eines bestimmten Objektes. Auf Wikipedia findest du dazu naehere Infos, siehe Link.

Den Luftwoederstand habe ich schon eingebaut. Das ist es nicht, wonach ich suche.

Was ist denn da der Unterschied? Dass sich die Luft beim normalen Luftwiderstand nicht bewegt? Wenn der Wind z.B. genau in die der Kugel entgegengesetzte Richtung bläst, kannst du zur Geschwindigkeit der Kugel doch einfach die Geschwindigkeit des Windes addieren.

[JasonDX]

Zitat:

Zitat von Der T

Zitat:

Das Stichwort, das du suchst, ist Luftwiderstand, die Formel dafuer gibt dir den Luftwiderstand eines bestimmten Objektes. Auf Wikipedia findest du dazu naehere Infos, siehe Link.

Den Luftwoederstand habe ich schon eingebaut. Das ist es nicht, wonach ich suche.

Die Kraft, die durch Wind auf ein Objekt wirkt, wird durch den Luftwiderstand bestimmt. Die Dichte/Masse spielt dabei erst dann eine Rolle, wenn du die Kraft in Bewegung umrechnest. Die Kraft, die auf deine Kugel wirkt, haengt lediglich von der Groesse der Kugel, ihrer Viskositaet und der Windgeschwindigkeit ab.

greetz
Mike

[Der T]

Zitat:

Die Dichte/Masse spielt dabei erst dann eine Rolle, wenn du die Kraft in Bewegung umrechnest.

ok, dass verstehe ich. Das Problem ist allerdings, dass ich überhaupt erstmal auf diese Kraft kommen muss.

Das diese Kraft der Luftwiderstand sein kann, kann ich mir aber nicht vorstellen. Laut wikipedia:

Zitat:

Ein Körper, der sich mit einer Geschwindigkeit v relativ zu einem gasförmigen oder flüssigen Medium bewegt, erfährt einen Strömungswiderstand Fr, eine der Bewegungsrichtung entgegengesetzt wirkende Kraft.

Diesen Lft/Strömungswiedertsand habe ich schon eingebaut. Jetzt gehts mir aberum den Wind.

[JasonDX]

Zitat:

Zitat von Der T

Das diese Kraft der Luftwiderstand sein kann, kann ich mir aber nicht vorstellen. Laut wikipedia:

Zitat:

Ein Körper, der sich mit einer Geschwindigkeit v relativ zu einem gasförmigen oder flüssigen Medium bewegt, erfährt einen Strömungswiderstand Fr, eine der Bewegungsrichtung entgegengesetzt wirkende Kraft.

Diesen Lft/Strömungswiedertsand habe ich schon eingebaut. Jetzt gehts mir aberum den Wind.

Der Wind ist nichts anderes. Ob ich jetzt Luftwiderstand aufgrund des Fahrtwindes habe, oder ob der Wind ganz normal weht, spielt keine Rolle. Es zaehlt, mit welcher Geschwindigkeit die Luft auf das Objekt trifft. Wenn der Wind mit einer Geschwindigkeit von 15m/s weht und das Objekt stillsteht, ist die Kraft gleich gross, wie wenn sich das Objekt bei Windstille mit 15m/s bewegt.

greetz
Mike

[Cöster]

Zitat:

Zitat von Der T

Den Luftwoederstand habe ich schon eingebaut.

Wie hast du das denn gemacht? Bei jedem Schleifenaufruf die aktuelle Geschwindigkeit unter einer Variablen gespeichert und in Abhängigkeit von dieser dann die Beschleunigung berechnet, die der Geschwindigkeit entgegenwirkt?

Würde folgender Code (berücksichtigt nur die X-Bewegung) funktionieren bzw. hast du es auch so ähnlich gemacht?

Delphi-Quellcode:

const 
  cw = 0.5;      // cw-Wert einer Kugel
  A = 1;         // Querschnittsfläche der Kugel
  roh = 1.204;   // Luftdichte bei 20°C
  m = 1;         // Gewicht der Kugel
var 
  t1, t2, DeltaT: Ingeger;
  v, x, F: Real; // x-Geschwindigkeit, x-Position, entgegenwirkende Kraft
begin
  x := 0;
  v := 20;
  t1 := GetTickCount;
  while Werfen do
  begin
    t2 := t1;
    t1 := GetTickCount;
    DeltaT := t1 - t2;
    F := 0.5*cw*A*roh*v*v;
    v := v - F/m*DeltaT;
    x := x + v*DeltaT;
  end;
end;

[Der T]

Ich hab den Luftwiderstand mit der Formel von Wikipedia berechnet.

also F=6*pi*r*v*n

und diese Kraft (als Vektor, entgegengesetzt des aktuellen Geschwindigkeitsvektors der Kugel) mit zu den anderen Kräften die auf die Kugel wirken gerechnet. (bisher nur Schwerkraft)