ich muss nun ein Referat zum Thema Cw-Wert halten. Und im Internet finde ich zu diesem Thema immer verschiedene Sachen. Einmal ist der Cw-Wert der Luftwiderstand und einmal der uftwiderstandsbeikoeffizient.
könnt Sie mir vielleicht alles wissenswerte über den Cw-Wert sagen, damit meine ich z.B. was cw heißt, wie die Formel lautet usw., halt alles was man für ein Referat über den Cw-Wert wissen muss.
Vielen Dank schon mal im Voraus!
Mit freundlichen Grüßen
ven3xx
Hallo Ven3xx,
Wenn Du mal mit dem Fahrrad zur Schule gefahren bist, hast Du sicher schon bemerkt, das je schneller Du fährst der Wind die um so mehr um die Ohren weht, die maximale Geschwindigkeit die Du mit dem Fahrrad erreichst aber auch begrenzt ist. Das heißt Du kannst so kräftig treten in die Pedale wie Du kannst, eine bestimmte Geschwindigkeitsgrenze, na sagen wir mal so 25 km/h bis 35 km/h wenn Du sehr sportlich bis, überschreitest Du im Geradeausfahren nur sehr kurz und unter sehr hoher Anstrengung. Bückst Du dich und senkst deinen Körper während der Fahrt, legst also deinen Körper in den Wind wird das Treten wieder etwas leichter, Man sagt Du hast den Wiederstand (Wiederstand gegen die Luft) verringert. Du merkst schon es hängt wohl mit deiner Körperfläche zusammen. Wenn Du mit offenen Augen durch die Gegend schaust merkst Du schnell das viele Dinge „Windschnittig“ gebaut sind, mehr oder weniger, Autos, Flugzeuge, Rennboote und einiges mehr. Der Luftwiederstand ist quasi die Ursache dafür, das wir nicht beliebig schnell werden können weder mit dem Fahrrad noch mit dem Auto oder Flugzeug, selbst wenn Du als Fallschirmspringen aus sehr großer Höhe vom Flugzeug springst wirst Du meist nicht schneller als 250 km/h werden obwohl die Absprunghöhe für eine viel höhere Geschwindigkeit reichen würde und am Ende kurz vor dem Boden öffnest Du den Fallschirm und seine große Fläche mit einem noch viel größeren Wiederstand bremst Dich so sehr ab, so dass Du sicher auf dem Boden landen kannst. Das heißt Du hast beim Fallschirmspringen mit zwei Kräften hantiert, deiner durch die Erdanziehung verursachten Gewichtskraft und als Gegenkraft dem Luftwiederstand.
Schon mal überlegt wer in einem Luftleeren Raum aus gleicher Höhe schneller runterkommt, Stein oder Feder? Die Beschleunigung pro Masse ist Konstant!
Nun was ist die Ursache des Luftwiederstands? Einfach gesprochen hat die Luft eine Masse, sie wiegt was und wird auch von der Luft darüber quasi so von allen Seiten gedrückt das ihr halt ein bestimmter Raum, ein Volumen zusteht. Deswegen fliegen Flugzeuge so hoch da unteranderem der Luftwiederstand in großer Höhe etwas geringer ist, weil weniger Luft auf die hohe Luftschicht drückt in der das Flugzeug sich bewegt und deswegen die Luft dünner ist. Das heißt dass die Luft auf Bodenhöhe eine Dichte hat, Dichte bedeutet Masse an Luft pro Raum, in Formelsprache kg/m³ was Du dir merken solltest.
Wenn Du mit dem Fahrrad fährst musst Du die Luft beiseite um deinen Körper rum schieben und je schwerer die Luft, das Medium könnte man sagen, umso schwieriger ist es das Medium um den Körper umzuleiten. Reibungswiderstände lassen wir mal in dem Zusammenhang mal außen vor.
Schon mal versucht im Schwimmbad im flachen Becken zu rennen? Genau! Es ist fast nicht möglich weil dein Körper das Wasser in Bewegungsrichtung verdrängen muss, ach ja um sich rumleiten muss können wir auch sagen um vorwärts zu kommen. In diesem besonderen Fall ist es gerade so besonders schwer weil Wasser sehr viel schwere ist als Luft und Du entsprechend mehr Masse aus dem Weg, mehr Wassermoleküle aus ihrer Ruhelage weg beschleunigen musst.
Nächste wichtige Formel:
F = m * a
das heißt um irgendetwas zu bewegen, Luft oder Wasser (Moleküle) musst Du diese aus der Ruhe bringen also beschleunigen. F ist die Kraft, m die Masse der Luft oder des Wassers in unserem Fall und a die Beschleunigung.
Nun sind wir fast so weit.
Aus dem Fallschirmbespiel weißt Du das die Fläche eine Rolle spielt. Aus dem Wasserbeispiel das die Masse des umströmenden Medium auch eine wichtige Rolle spielt und zuletzt weißt Du das deine Geschwindigkeit eine sehr wichtige Rolle spielt denn je schneller Du die Luft verdrängen willst umso schneller musst Du um die Luft zu verdrängen die Luftmoleküle beschleunigen um diese schnell genug aus dem Weg zu räumen. Die Kraft mit der Du gegen die Luft kämpfst wächst quadratisch mit der Geschwindigkeit.
Nun packen wir alles in eine Formel!
F = q * v² * A * X
Dabei ist F wieder die Kraft
q die die Luftdichte d.h. Masse pro Volumen kg/m³ v die Geschwindigkeit Und A deine Körperfläche
Das X muss noch geklärt werden
Da wir nicht jedes Luftmolekül verfolgen können und die Luftströmung an sich sehr dynamisch ist, d.h. mal hier mehr und schnell und hier weniger haben wir quasi einen Durchschnittswert pro Medium um Form hinzugefügt um technisch mit dem Begriff des Luftwiederstandes was anzufangen. Das heißt für jede Form und jedes Medium hat man experimentell also aus Erfahrung ein anderes X herausgefunden.
X = CW/2
In der Luft nennen wir „CW“ Widerstandsbeiwert. Wichtig zu wissen ist das es sich nur um eine ZAHL handelt ohne große Bedeutung für die prinzipielle Richtigkeit der Formel die wir oben und zusammen gebastelt haben.
Sollten wir uns ausnahmsweise mal nicht bewegen und ein Sturm weht uns um die Nase, spüren wir eben so eine Kraft diesmal muss allerdingst die Luft um uns rum herum wehen. Alles funktioniert wie bei unserem Fahrradbeispiel nur nennt man CW jetzt Strömungswiderstandskoeffizient.
Hoffe Dir geholfen zu haben und wünsche viel Erfolg bei deiner Hausarbeit
