Genau vor dem Wind, schneller als der Wind

[A.T.]

Zitat von mue

Wenn ich dich recht verstehe, betrachtest du den Wagen relativ zur Luft und zum Boden. Richtig?

Nein, umgekehrt: alles relativ zum Wagen. Steht doch da:

Zitat von A.T.

Im Bezugssystem des Wagens (der gleich oder schneller als der Wind fährt):

Genauer gesagt: Im instantanem Inertialsystem des Wagens. Das ist wichtig falls der Wagen noch beschleunigt, also selbst nicht inertial ist.

Zitat von mue

Wenn du dann sagst, zwischen Wagen und Boden wird Energie übertragen, woher kommt diese Energie?

Steht auch da:

Zitat von A.T.

Der Wagen nimmt die Energie vom Boden und gibt sie an die Luft ab.

[Dicke Lippe]

Zitat von A.T.

... Der Wagen nimmt die Energie vom Boden und gibt sie an die Luft ab.
...

Schade, dass das beim Duracell-Häschen nicht klappt, das könnte heute noch trommeln.

Klappt aber wohl nur auf Böden mit Kupferkern.

Aber zumindestens hast du Spaß hier! Wobei diese Diskussion eher ins Flachwasser gehört...

[A.T.]

Zitat von A.T.

....Trotzdem ist die Kraft am Propeller(Schub) grösser als die Kraft an den Rädern(Bremsung), ...

Zitat von Dicke Lippe

Daher also der gewaltige Energieüberschuss.

Kraft ist was anderes als Energie. In der Physik gibt es einen Energie-Erhaltungssatz aber keinen Kraft-Erhaltungssatz.

Zitat von A.T.

Alle Achtung, einen Physiker hast du ja schon überredet (),

Das ist leicht, weil Physiker Physik meistens ganz gut verstehen. Schwieriger ist es mit den "Grobverstehern".

[mue]

Zitat von A.T.

Nein, umgekehrt: alles relativ zum Wagen. Steht doch da:

Bezugssysteme bilden Verhältnisse ab. Ob ich vom Wagen auf den Wind bzw. Boden schaue oder umgekehrt ist bis auf die Vorzeichen schnuppe! Ich will von dir wissen, welche Objekte in deine Betrachtung alles einfließen.

Zitat von A.T.

Genauer gesagt: Im instantanem Inertialsystem des Wagens. Das ist wichtig falls der Wagen noch beschleunigt, also selbst nicht inertial ist.

instantanem Inertialsystem hört sich ja erst mal wichtig an, bedeutet aberfür unser Experiment nur, dass sich kräftefreie Körper geradlinig, gleichförmig bewegen und wir Ursache und Wirkung zum gleichen Zeitpunkt betrachten.

Zitat von A.T.

Steht auch da:
Der Wagen nimmt die Energie vom Boden und gibt sie an die Luft ab.

Da du ja alles relativ zum Wagen betrachten möchtest, bewegt sich also der Boden unter dem Fahrzeug. Richtig?

Wer oder was hat aber den Boden dazu gebracht sich unter dem Fahrzeug zu bewegen?

[A.T.]

Zitat von mue

instantanem Inertialsystem hört sich ja erst mal wichtig an,

Das ist deshalb wichtig, weil die Erhaltungssätze nur in Inertialsystemen gelten.

Zitat von mue

Da du ja alles relativ zum Wagen betrachten möchtest, bewegt sich also der Boden unter dem Fahrzeug. Richtig?

Wer oder was hat aber den Boden dazu gebracht sich unter dem Fahrzeug zu bewegen?

Für die Betrachtung ist das völlig egal. Wenn sich etwas bewegt dann hat es kinetische Energie.

Wenn du es genau wissen willst: Im einem solchem Instantanem Inertialsystem des fahrendem Wagens bewegt sich die Erde schon die ganze Zeit. Und der Wagen bewegt sich die meiste Zeit auch, bis auf den Zeitpunkt der Betrachtung, wo es eben das instantane Inertialsystem des Wagens ist.

[mue]

AT, da du mir nicht sagen kannst, wo die Energie für die relative Bewegung zwischen Wagen und Boden her kommt, gehe ich davon aus, dass du es nicht weißt. Das ist nur zu verständlich, denn es gibt hierfür nur eine physikalisch richtige Antwort: Dem Wagen ist es nicht möglich dauerhaft so viel Energie aus den ihn umgebenen bewegten Luftmassen zu entnehmen, um sich damit schneller zu bewegen als eben diese ihn umgebenen bewegten Luftmassen.

Fazit: Es ist nicht möglich, dass sich dein Propellerwagen dauerhaft schneller als der Wind bewegt.

War ja bis hier ganz lustig, aber irgendwie auch fruchtlos. Daher ist für mich ist hier Schluß.

[hossie]

Zitat von A.T.

Das ist deshalb wichtig, weil die Erhaltungssätze nur in Inertialsystemen gelten.

Erkläre das mal ein bisschen genauer.

Du sprichst von einem Inertialsystem. Das ist ok, denn physikalische Vorgänge kann man von verschiedenen Standpunkten aus beobachten.
- Koordinatensysteme mit gegeneinander verschobenem Ursprung sind gleichberechtigt. = Inertialsysteme
- Gradlinig-gleichförmig gegeneinander bewegte Koordinatensysteme sind auch gleichberechtigt. = Inertialsysteme
- Physikalische Vorgänge in beschleunigten Koordinatensystemen verhalten sich anders. = Keine Inertialsysteme

Nun sprichst du aber auch von Im einem solchem Instantanem Inertialsystem des fahrendem Wagens bewegt sich die Erde schon die ganze Zeit.

Inertialsysteme an der Erdoberfläche (im Alltag):

1. Erde als Teil des abgeschlossenen Systems einbezogen = Inertialsystem
(nicht ganz, da Erde rotiert – rotierende Systeme sind beschleunigt)
Energie und Impuls der ganzen Erde muss berücksichtigt werden.


2. Erde nicht einbezogen => äußere Kräfte wirken => kein abgeschlossenes System => kein Inertialsystem
keine Energieerhaltung, keine Impulserhaltung
(frei fallender Körper gewinnt Energie und Impuls)

Ausgehend von deiner Aussage, hast du die die Erde also mit in das System eingeschlossen. Wie wird die Energie und der Impuls der gesamten rotierenden Erde berücksichtigt

[toxy]

Zitat von mue

Das ist nur zu verständlich, denn es gibt hierfür nur eine physikalisch richtige Antwort: Dem Wagen ist es nicht möglich dauerhaft so viel Energie aus den ihn umgebenen bewegten Luftmassen zu entnehmen, um sich damit schneller zu bewegen als eben diese ihn umgebenen bewegten Luftmassen.

Der Wind in dieser Ebene hat deutlich mehr Energie als nötig ist ein so leichtes und aerodynamisches Fahrzeug auf die entsprechende Geschwindigkeit zu beschleunigen. Ich denke es würde sogar für ein großes Segelschiff reichen.

Felix

[Dicke Lippe]

Zitat von A.T.

...

Das ist leicht, weil Physiker Physik meistens ganz gut verstehen. Schwieriger ist es mit den "Grobverstehern".

Ich sagte nicht umsonst "überredet" statt "überzeugt". Hättest du ihn überzeugt und er vestünde deine Ausführung, dann könnte er es selbst erklären, statt auf die ach so komplexen und undurchschaubaren Zusammenhänge a la "Es gibt mehr zwischen Himmel und Erde, als..." hinzuweisen.

Ich kaufe mir jetzt einen Himmelsanker, dann kann ich die Erdrotation in Vortriebskraft wandeln.

Zitat von mue

...
War ja bis hier ganz lustig, aber irgendwie auch fruchtlos. Daher ist für mich ist hier Schluß.

Ich schließe mich an.

[toxy]

Zitat von Dicke Lippe

Ich sagte nicht umsonst "überredet" statt "überzeugt". Hättest du ihn überzeugt und er vestünde deine Ausführung, dann könnte er es selbst erklären, statt auf die ach so komplexen und undurchschaubaren Zusammenhänge a la "Es gibt mehr zwischen Himmel und Erde, als..." hinzuweisen.

Erklärt hab ich genug, wer sich nicht imstande sieht es zu verstehen dem helfen auch Wiederholungen nicht weiter. Hin und wieder ein Einwurf wenn ich das Gefühl hab jemand bewegt sich in die richtige Richtung muss reichen, ich bin doch keine Gebetsmühle.

Felix

Ich sag es euch auf diese Weise, alle die am suchen sind,
sind mit mir auf der Reise und ham Rückenwind!

[ghaffy]

Technisches k.o. in der 211. Runde.

[cha cha]

Also, jetzt mal ganz im Ernst, und zum Leidwesen aller Skeptiker: A.T. hat recht, und das vom Wind angetriebene Fahrzeug, das vor dem Wind schneller als der Wind fahren kann, gibt es wirklich, und es verstößt nicht gegen die Naturgesetze und ist auch kein Perpetuum Mobile (das streng genommen nicht gegen Naturgesetze versoßen würde, weil die Hauptsätze der Thermodynamik keine solchen sind).

Hier kann man die Meinungen von Physikern dazu nachlesen: http://groups.google.com/group/de.sc...ed01b04ed9669#

Ein Zitat aus einem der Beiträge darin bringt es auf den Punkt: "Naja, das Prinzip ist schon ziemlich simpel. Solange sich die Luft gegenüber dem Boden bewegt (oder umgekehrt), kann dem System Energie entnommen werden, indem diese Relativgeschwindigkeit verringert wird. Im vorliegenden Fall übernimmt das der Rotor, der die Luft entgegen ihrer Bewegungsrichtung beschleunigt. Die dabei frei werdende Energie kann das Fahrzeug für seinen Antrieb nutzen. Da es kein Bezugssystem gibt, in dem Luft und Boden relativ zueinander ruhen, gibt es auch keine Geschwindigkeit, der das Fahrzeug keine Windenergie ernten kann."

[Fraenkie]

Zitat von cha cha

Also, jetzt mal ganz im Ernst, und zum Leidwesen aller Skeptiker: A.T. hat recht, und das vom Wind angetriebene Fahrzeug, das vor dem Wind schneller als der Wind fahren kann, gibt es wirklich, und es verstößt nicht gegen die Naturgesetze und ist auch kein Perpetuum Mobile (das streng genommen nicht gegen Naturgesetze versoßen würde, weil die Hauptsätze der Thermodynamik keine solchen sind).

Hier kann man die Meinungen von Physikern dazu nachlesen: http://groups.google.com/group/de.sc...ed01b04ed9669#

Ein Zitat aus einem der Beiträge darin bringt es auf den Punkt: "Naja, das Prinzip ist schon ziemlich simpel. Solange sich die Luft gegenüber dem Boden bewegt (oder umgekehrt), kann dem System Energie entnommen werden, indem diese Relativgeschwindigkeit verringert wird. Im vorliegenden Fall übernimmt das der Rotor, der die Luft entgegen ihrer Bewegungsrichtung beschleunigt. Die dabei frei werdende Energie kann das Fahrzeug für seinen Antrieb nutzen. Da es kein Bezugssystem gibt, in dem Luft und Boden relativ zueinander ruhen, gibt es auch keine Geschwindigkeit, der das Fahrzeug keine Windenergie ernten kann."

Ist ja interessant der Link.

Darf ich mal folgendes Zitat daraus in die Runde werfen...vielleicht wird doch noch was aus dem Wägelchen

So weit ich das sehe, gilt für dieses Fahrzeug nicht das Betzsche Gesetz,
das den theoretisch maximal erreichbaren Wirkungsgrad von Windrädern auf
59,3% der Windenergie begrenzt. Betz geht bei seinen Berechnungen von einem
stationären Rotor aus, und sein maximaler Erntefaktor wird durch die
Windgeschwindigkeiten vor und hinter dem Rotor bestimmt.
Die relevante Frage ist: Kann mit diesem Design dem Wind mehr Energie
entnommen werden als mit einer stationären Windkraftanlage? Und falls ja:
Wie kann man diese Energie dann sinnvoll ernten?

[cha cha]

Zitat von Fraenkie

Ist ja interessant der Link.

Darf ich mal folgendes Zitat daraus in die Runde werfen...vielleicht wird doch noch was aus dem Wägelchen

So weit ich das sehe, gilt für dieses Fahrzeug nicht das Betzsche Gesetz,
das den theoretisch maximal erreichbaren Wirkungsgrad von Windrädern auf
59,3% der Windenergie begrenzt. Betz geht bei seinen Berechnungen von einem
stationären Rotor aus, und sein maximaler Erntefaktor wird durch die
Windgeschwindigkeiten vor und hinter dem Rotor bestimmt.
Die relevante Frage ist: Kann mit diesem Design dem Wind mehr Energie
entnommen werden als mit einer stationären Windkraftanlage? Und falls ja:
Wie kann man diese Energie dann sinnvoll ernten?

Ja, das Zitat stammt von mir

Da es sich hier um einen Propeller und nicht um einen Repeller handelt, gilt das Betzsche Gesetz in der Tat nicht. Propeller erreichen, da hat mich A.T. aufgeklärt, ganz beachtliche Wirkungsgrade von 80 bis 90%: http://de.wikipedia.org/wiki/Propeller#Kennwerte

[Pusteblume]

Zitat von cha cha

Also, jetzt mal ganz im Ernst, und zum Leidwesen aller Skeptiker: A.T. hat recht, und das vom Wind angetriebene Fahrzeug, das vor dem Wind schneller als der Wind fahren kann, gibt es wirklich, und es verstößt nicht gegen die Naturgesetze und ist auch kein Perpetuum Mobile (das streng genommen nicht gegen Naturgesetze versoßen würde, weil die Hauptsätze der Thermodynamik keine solchen sind).

Hier kann man die Meinungen von Physikern dazu nachlesen: http://groups.google.com/group/de.sc...ed01b04ed9669#

Ein Zitat aus einem der Beiträge darin bringt es auf den Punkt: "Naja, das Prinzip ist schon ziemlich simpel. Solange sich die Luft gegenüber dem Boden bewegt (oder umgekehrt), kann dem System Energie entnommen werden, indem diese Relativgeschwindigkeit verringert wird. Im vorliegenden Fall übernimmt das der Rotor, der die Luft entgegen ihrer Bewegungsrichtung beschleunigt. Die dabei frei werdende Energie kann das Fahrzeug für seinen Antrieb nutzen. Da es kein Bezugssystem gibt, in dem Luft und Boden relativ zueinander ruhen, gibt es auch keine Geschwindigkeit, der das Fahrzeug keine Windenergie ernten kann."

Man kann ja allerlei Dinge schreiben, aber in dem Moment, indem die Kiste mit Windgeschwindigkeit fährt, gibt es nichts, was sie antreibt. Wir Segler versuchen ja, wenn wir Vorwinds segeln, diesen Zustand zu erreichen und machen allerlei Brimborium, um das Verhältnis von Antriebsenergie und Widerstand günstig zu beeinflussen. Wenn die Kiste so schnell fährt, wie der Wind (= theoretischen Maximum), ist der scheinbare Wind = 0, bzw das Fahrzeug und der Wind haben keinen Potentialunterschied. Wenn man aus diesem Zustand Windenergie gewinnen könnte, könnte man ein windgetriebenes Fahrzeug bei Flaute fahren lassen, ich hab es mir am vergangenen WE gewünscht....

[boneman]

Pusti, an dieser Stelle waren die Kombatenaten vor vielen, vielen Seiten schon

[A.T.]

Zitat von mue

AT, da du mir nicht sagen kannst, wo die Energie für die relative Bewegung zwischen Wagen und Boden her kommt,

Kann ich ja: Aus der relativen Bewegung zwischen Luft und Boden.

[cha cha]

Zitat von Pusteblume

Man kann ja allerlei Dinge schreiben, aber in dem Moment, indem die Kiste mit Windgeschwindigkeit fährt, gibt es nichts, was sie antreibt.

Du irrst, weil Du Dir offenbar nicht genau genug angesehen hast, wie das Ding aufgebaut ist.

Wenn das Ding mit Windgeschwindigkeit fährt und sein scheinbarer Wind also gleich Null ist, dann fährt aber die Straße mit Windgeschwindigkeit unter dem Gefährt durch, und die Räder können davon auf ähnliche Weise Energie ziehen, wie ein Segel Energie aus dem Wind ziehen kann. Die Räder treiben den Propeller an, der den scheinbaren Wind (der ja Null ist), nach hinten beschleunigt. Dies entspricht aber im Bezugssystem der Straße einer Abbremsung des Winds. Durch diese Verringerung der Windgeschwindigkeit gegenüber der Straße gewinnt das Fahrzeug Energie für seinen weiteren Antrieb.

Das von mir genannte Zitat lässt eigentlich keine Fragen offen: es ist IMMER möglich, aus der Relativgeschwindigkeit des Winds gegenüber dem Boden Energie zu ziehen, indem man diese Relativgeschwindigkeit verringert. Das gilt selbstverständlich auch dann, wenn die eigene Geschwindigkeit schon schneller ist als der Wind.

[toxy]

Zitat von Pusteblume

Man kann ja allerlei Dinge schreiben, aber in dem Moment, indem die Kiste mit Windgeschwindigkeit fährt, gibt es nichts, was sie antreibt.

Wenn sich die Räder drehen treibt der Propeller die Mühle an. Wenn sich die Räder nicht drehen der Wind.

Wenn du einen Wagen hast wo die Bewegung der Räder übersetzt wird so dass er sich von dir abstößt wenn du ihn anschiebst, bewegt er sich auch schneller als deine Hand.

Zitat von cha cha

Das von mir genannte Zitat lässt eigentlich keine Fragen offen: es ist IMMER möglich, aus der Relativgeschwindigkeit des Winds gegenüber dem Boden Energie zu ziehen, indem man diese Relativgeschwindigkeit verringert. Das gilt selbstverständlich auch dann, wenn die eigene Geschwindigkeit schon schneller ist als der Wind.

Vielleicht ist das Prinzip einfacher zu verstehen wenn man sich klar macht dass es nicht nur für Wind gilt sondern auch für Druck (Ein großer Kolben in einem Zylinder mit Überdruck mechanisch an einen kleinen Kolben gekoppelt kann deutlich höhere Drücke erzeugen), Temperatur (Ein Stirlingmotor treibt einen Kühlschrank), Höhe in der Schwerkraft (Ein großer Stein fällt auf eine Wippe, ein kleiner Stein wird hochgeschleudert) etc.
Allen Beispielen gemeinsam ist, dass sich die Energie nur in einem kleinen Bereich erhöht (kleiner Stein, Kühlschrank, kleiner Zylinder). Das gesamte System behält seine Energie (der Druckunterschied im großen Zylinder nimmt ab, der Temperaturunterschied am Stirlingmotor auch, ebenso wie die Höhe des großen Steins). Die Größen die sich erhöhen sind keine Energieen (Druck, Temperatur, Höhe oder eben Geschwindigkeit), das werden sie erst wenn man sie mit Volumen oder Masse multipliziert.

Und die Masse dieses Fahrzeugs ist deutlich geringer als die Masse der abgebremsten Luft. Deshalb bewegt es sich schneller. Wie im Physikunterricht wenn der langsame schwere Wagen im Versuch zum elastischen Stoß den leichten auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt.

Felix

[A.T.]

Zitat von hossie

Ausgehend von deiner Aussage, hast du die die Erde also mit in das System eingeschlossen.

Ja, wenn man die Erhaltungssätze anwenden will muss man das tun.

Zitat von hossie

Wie wird die Energie und der Impuls der gesamten rotierenden Erde berücksichtigt

Im instantanem Inertialsystem des fahrendem Wagens hat die Erde eine kinetische Energie & Impuls. Diese werden durch die Kraft, die der Wagen auf die Erde ausübt, reduziert. Ist natürlich minimal und vernachlässigbar für die meisten Zwecke, außer es Kommt einer und will die Einhaltung der Erhaltungssätze sehen.

[Dicke Lippe]

Zitat von A.T.

...
Im instantanem Inertialsystem des fahrendem Wagens hat die Erde eine kinetische Energie & Impuls. Diese werden durch die Kraft, die der Wagen auf die Erde ausübt, reduziert. Ist natürlich minimal und vernachlässigbar für die meisten Zwecke, außer es Kommt einer und will die Einhaltung der Erhaltungssätze sehen.

Und wenn jetzt gaaaanz viele von diesen Windenergiewundern in die gleiche Richtung gaaanz lange fahren .... bleibt die Erde stehen?

[hossie]

Zitat von A.T.

Ja, wenn man die Erhaltungssätze anwenden will muss man das tun.


Im instantanem Inertialsystem des fahrendem Wagens hat die Erde eine kinetische Energie & Impuls. Diese werden durch die Kraft, die der Wagen auf die Erde ausübt, reduziert. Ist natürlich minimal und vernachlässigbar für die meisten Zwecke, außer es Kommt einer und will die Einhaltung der Erhaltungssätze sehen.

Danke, mir ist das aber alles zu viel zu lesen

12 Seiten

Würdest du bitte mal eine Skizze anfertigen mit den Bezugssystemen und das ganze Ding mit ein paar handfesten Formel erläutern, so dass man es auch nachvollziehen kann und nicht nur schreiben schreiben schreiben.

Danke für deine Bemühungen

[Picton16ft]

Unglaublich, daß ich das nicht vorher gesehen habe, es ist so einfach
Ich hab die Lösung :









































42

[boneman]

Danke, deep thought

[hossie]

Zitat von Picton16ft

Unglaublich, daß ich das nicht vorher gesehen habe, es ist so einfach

Tröste dich, Albert hat 5 Jahre gebraucht, um 1911 seine Berichtigung zu seinen Ausführungen von 1906 zu schreiben.

Bei dir gings ja ein wenig schneller