also irgendwie versteh ich die Physik nicht. Wenn ich in einem schnell fahrenden ICE sitze und ein Fenster öffne strömt doch die Luft sehr schnell an mir vorbei und deshalb müßte doch der Druck der vorbeiströmenden Luft kleiner sein als die Luft im Inneren des Waggons und deshalb würde doch Luft aus dem Waggon ins Freie fließen…
Mein Problem ist jetzt daß aus der Sicht eines Außenstehen die Luft im Waggon „vorbeiströmt“ und damit wären doch die Effekte gerade umgekehr und die Luft müßte doch in den Waggon hineinströmen…
Was denn jetzt: rein oder raus??
also irgendwie versteh ich die Physik nicht. Wenn ich in einem
schnell fahrenden ICE sitze und ein Fenster öffne strömt doch
die Luft sehr schnell an mir vorbei und deshalb müßte doch der
Druck der vorbeiströmenden Luft kleiner sein als die Luft im
Inneren des Waggons und deshalb würde doch Luft aus dem Waggon
ins Freie fließen…
Nicht nur „würde“: nach den Gesetzen der Strömungsphysik (besonders die von dir erwähnte Bernoulli-Gleichung) ist das auch so…
Mein Problem ist jetzt daß aus der Sicht eines Außenstehen die
Luft im Waggon „vorbeiströmt“ und damit wären doch die Effekte
gerade umgekehr und die Luft müßte doch in den Waggon
hineinströmen…
In deinem Gedankenexperiment geht es also darum, in welcher Richtung die Luft durch ein Loch in einer bewegten Membran auf Grund des Bernoulli-Unterdrucks gezogen wird. Auch für einen außenstehenden Beobachter RUHT aber die Luft im Innern des Zuges relativ zur Membran (Außenhaut des Zuges). Folglich ist der Druck „außen“ niedriger, weil es dort Strömung gibt - auch für den außenstehenden Beobachter.
Was denn jetzt: rein oder raus??
jedenfalls raus…
Wenn in einem Flugzeug eine Tür sich öffnet, fliegt einiges nach draußen, wie du weißt… das ist objektiv, auch von draußen betrachtet *smile*
Mooooment…
…hört sich ja alles logisch an, was du da schreibst, aber ist es denn nicht so, daß man einen SOG verspürt, wenn ein ICE an einem vorbeidonnert (mal angenommen, man hätte es geschafft hinter den Zaun zu kommen). Denn der Zug reißt ja die angrenzenden Luftschichten mit sich mit.
Ja - aber das war nicht deine ursprüngliche Frage, die ging auf die (von außen beobachtete) Strömung IM Zug…
ist es denn nicht so, daß man einen SOG verspürt, wenn ein ICE
an einem vorbeidonnert (mal angenommen, man hätte es geschafft
hinter den Zaun zu kommen). Denn der Zug reißt ja die
angrenzenden Luftschichten mit sich mit.
Ich habe leider keine Ahnung, wie beim ICE die Strömungs- bzw. Turbulenz-Strukturen konstruiert sind, aber es sollte solche Sogbereiche dort geben, denn es sind ja genau die Strömungen, die du wahrnehmen würdest, wenn du das Fenster öffnen könntest. Der Geschwindigkeitsvektor dieser Strömungen liegt aber dann trotzdem entgegen der Fahrtrichtung. Für den Beobachter am Bahndamm (tu das BITTE nicht!!) liegt er dagegen IN Fahrtrichtung.
Ja - aber das war nicht deine ursprüngliche Frage, die ging
auf die (von außen beobachtete) Strömung IM Zug…
Aha. Dann habe ich dich allerdings bei einem Widerspruch ertappt:
Erst erklärst du mir, daß die Luft aus dem Waggons ins Freie strömt und jetzt gibst du zu, daß man von außen ebenfalls einen Sog in Richtung Zug verspürt… also bleibt es bei der alten Frage: rein oder raus?
…hört sich ja alles logisch an, was du da schreibst, aber
ist es denn nicht so, daß man einen SOG verspürt, wenn ein ICE
an einem vorbeidonnert (mal angenommen, man hätte es geschafft
hinter den Zaun zu kommen). Denn der Zug reißt ja die
angrenzenden Luftschichten mit sich mit.
Allerdings, das tut er. Der Sog zieht Dich zum Zug und in Fahrtrichtung des Zuges. Wie geht das? Im Zug und außerhalb ein Sog? Nun, das kommt darauf an, an welcher Stelle Du das Geschehen betrachtest. An der Spitze des Zuges wirst Du außen und innen keinen Sog, sondern einen Druck feststellen. Hier nämlich muß der Zug erstmal gewaltige Luftmassen verdrängen. Das merkst Du auch deutlich an der Bugwelle. Im Mittelteil hat Du an der Oberfläche des Zuges Luft, die langsamer als der Zug bewegt wird. Und am Ende? Na, ist doch auch klar, oder?
Lediglich das exakte mathematische Modell kann ich für den Zug nicht liefern, als Hilfe können aber diverse ähnliche Strömungsprofile dienen…
sorry - ich dachte du wolltest zum „ausprobieren“ über den besagten Zaun steigen.
Die Antwort hat ja Gunther Richter inzwischen gegeben. An der Seite des Zuges sollte es hinter der Kopf-(Druck-)Welle also einen Bereich von Strömung geben, deren Vektoren für den Bahndammbeobachter in Fahrtrichtung zeigen, für den Zugbeobachter aber in entgegengesetzter Richtung - was sonst eben Fahrtwind heißt. Es ist also diese Strömungsschicht zwischen Zughaut und der den Zug begleitenden Druckwelle, die für beide Seiten „Sog“ erzeugt.
Wie das allerdings detaillierter aussieht, wissen vielleicht eher die im Forum offenbar aktiven Zugspezialisten?
Auch für einen
außenstehenden Beobachter RUHT aber die Luft im Innern des
Zuges relativ zur Membran (Außenhaut des Zuges). Folglich ist
der Druck „außen“ niedriger, weil es dort Strömung gibt - auch
für den außenstehenden Beobachter.
ja ok… ich glaub, ich versteh das langsam… danke erst mal für deine Erklärungen, aber ich hätte noch eine allerletzte Frage:
Für den außenstehenden Beobachter müßte doch der Druck im Innern des WAggons größer sein als der Druck der Umgebung, weil auch er sieht, daß die Luft nach außen entweicht.
Wie würde er denn den Druck im Innern berechnen? Etwa so:
p0 + 1/2roh*v^2 ?
wobei p0 der statische Druck im Innern des Waggons ist und v die Zugschwindigkeit ist
Ist die Bernoulli Gleichung eigentlich eher eine Druck- oder eher eine Energiegleichung?
Für den außenstehenden Beobachter müßte doch der Druck im
Innern des WAggons größer sein als der Druck der Umgebung,
weil auch er sieht, daß die Luft nach außen entweicht.
Wie würde er denn den Druck im Innern berechnen? Etwa so:
Der Druck im Innern ist ja wohl auch für den Bahndammbewohnenr zu p(0) zu berechnen, weil die Strömungsgeschwindigkeit relativ zum Zuggehäuse v(0)=0.
Aber du meinst sicher die Strömung der entweichenden Luft?
Daher denk ich mal, muß man mit der Bernoulli-Gleichung für KOMPRESSIBLE Medien arbeiten:
1/2(v(1)²-v(0)²) + INT(p(0),p(1)) dp/rho§ = 0
wobei der Tern g*(h(1)-h(0)) wegfällt, weil die Strömung horizontal geht.
Dabei sollte sein:
v(1) Geschwindigkeit außen relativ zum Zug (ist aber nicht gleich Zuggeschwindigkeit wegen des diskutierten Mitreißeffektes - bei dem bin ich mir übrigens nicht sicher, ob der sich nicht vielmehr als Turbulenz äußert, dann gehts mit Bernoulli gar nicht mehr, weil die nur fürlaminare Strömungen gilt)
v(0) = 0 s.o.
p(0) wie du sagst
p(1) der Druck in der Strömung
Aber hier schmeiß ich mal das Handtuch da sollte mal ein Aero-/Hydrodynamiker was zu sagen…
Ist die Bernoulli Gleichung eigentlich eher eine Druck- oder
eher eine Energiegleichung?
Sie ist zumindest auf dem Energiesatz aufgebaut - via Bewegungs-Diff-Gl von Euler… aber auch hier …siehe Handtuch oben
ok, Danke für die Hilfe, Metapher
Der Strömungs-Krmpel-Kram ist dann wohl doch komplizierter als ich dachte… naja, auf jeden Fall hast du aber weiter geholfen!
da sollte mal ein Aero-/Hydrodynamiker was zu sagen…