Hallo Experten,
folgende Frage bewegt meinen physikalischen Laienverstand: wenn man im Windschatten eines anderen fährt, braucht man doch weniger Energie um vorwärts zu kommen. Woher kommt diese Energie? Wird der Vordermann dadruch gebremst? Was passiert mit der Energie, wenn keiner im Windschatten mitfährt?
Gruß
Stefan
Hallo,
wenn ein Fahrzeug schnell fährt, zerschneidet es förmlich die Luft, diese teilt sich dann auf, umströmt das Fahrzeug und vereinigt sich dann wieder auf der Rückseite. Wegen der Trägheit der Luftmassen entsteht auf der Rückseite dabei ein Luftloch, ein Gebiet geringen Drucks (eben der sog. Windschatten). Wenn man sich nun dem Fahrzeug von hinten nähert, wird man von diesem Druckloch regelrecht angesaugt und brauch deshalb weniger Kraft zum Fahren.
Gruß
Oliver
Hallo Oliver,
wenn ein Fahrzeug schnell fährt, zerschneidet es förmlich die
Luft, diese teilt sich dann auf, umströmt das Fahrzeug und
vereinigt sich dann wieder auf der Rückseite. Wegen der
Trägheit der Luftmassen entsteht auf der Rückseite dabei ein
Luftloch, ein Gebiet geringen Drucks (eben der sog.
Windschatten). Wenn man sich nun dem Fahrzeug von hinten
nähert, wird man von diesem Druckloch regelrecht angesaugt und
brauch deshalb weniger Kraft zum Fahren.
So im Prinzip war mir das klar. Meine Frage (etwas anders formuliert) ist vielmehr: macht es für das vorausfahrende Fahrzeug einen energetischen Unterschied, ob jemand im Windschatten hängt oder nicht? Und wenn nein, wohin geht dann die „Sog-Energie“, die ja dann nicht genutzt wird?
Gruß
Stefan
Gruß
Oliver
Hallo Stefan
macht es für das vorausfahrende
Fahrzeug einen energetischen Unterschied, ob jemand im
Windschatten hängt oder nicht? Und wenn nein, wohin geht dann
die „Sog-Energie“, die ja dann nicht genutzt wird?
Wenn du mit einem Auto im Windschatten fährst verbrauchst du weniger Kraftstoff, die Energie die nicht aufgebracht werden muß um den Stößen der Luft entgegenzuwirken bleibt also im Kraftstoff gespeichert.
Der Vordermann bleibt den Stößen der Luft weiterhin ausgesetzt und verbraucht noch genauso viel Energie, ich sehe keinen Grund warum er weniger oder mehr verbrauchen sollte.
MfG
Micha
Moin,
Der Vordermann bleibt den Stößen der Luft weiterhin ausgesetzt
und verbraucht noch genauso viel Energie, ich sehe keinen
Grund warum er weniger oder mehr verbrauchen sollte.
Ok, Du sagst, es macht für den Vordermann keinen Unterschied, ob jemand im Windschatten fährt oder nicht. Das würde bedeuten, dass die Energie, die einen potentiellen Windschattenfahrer „ziehen“ würde, irgendwo hin muss. Wohin?
Gruß
Stefan
Moin,
Ok, Du sagst, es macht für den Vordermann keinen Unterschied,
ob jemand im Windschatten fährt oder nicht. Das würde
bedeuten, dass die Energie, die einen potentiellen
Windschattenfahrer „ziehen“ würde, irgendwo hin muss. Wohin?
Der Windschattenfahrer wird nicht gezogen, er nutzt lediglich aus das die Luft vor ihm nicht direkt auf ihn prallt sondern an ihm vorüber geht, da sie vom Vordermann schon umgelenkt wird.
Wenn das keiner ausnutzt wird die Luft vom allein fahrenden genauso aufgespalten.
Es findet kein Energietransfer vom Vordermann zum Hintermann statt, der Hintermann fährt lediglich in günstigeren Bedingungen.
Nur ma so nebenbei:
Viel Interessanter ist da übrigens der Formationsflug von Vögeln, die nutzen die von den Flügeln ihrer vorausfliegenden Artgenossen entstehenden Luftwirbel aus, um von ihnen getragen zu werden, folglich müssen sie weniger heftig mit ihren Flügeln schlagen, um auf höhe zu bleiben. Der Formationsflug ist also etwas sehr praktisches für die Vögel.
Gruß
Micha
Moin,
schau doch auch mal hier rein:
http://www.sport.uni-erlangen.de/homepages/dozenten/…
MfG Micha
Hallo Micha,
Nur ma so nebenbei:
Viel Interessanter ist da übrigens der Formationsflug von
Vögeln, die nutzen die von den Flügeln ihrer vorausfliegenden
Artgenossen entstehenden Luftwirbel aus, um von ihnen getragen
zu werden, folglich müssen sie weniger heftig mit ihren
Flügeln schlagen, um auf höhe zu bleiben. Der Formationsflug
ist also etwas sehr praktisches für die Vögel.
Daraus ergibt sich automatisch die V-Förmige Formation, Der Vogel an der Spitze erzeugt link und rechts einen Wirbel. In jeden dieser Wirbel „klinkt“ sich nun ein Vogel ein. Da sich die „Inneren Wirbel“ oft gegenseitig etwas aufheben, werden diese Positionen in der 3ten Reihe nicht besetzt und es entsteht ein echtes V.
Da der Vogel an der Spitze diesen Vorteil nicht hat, und somit mehr Energie verbraucht, findet ein regelmässiger
Wechsel an der Spitze statt. Es fliegt also nicht derjenige Vogel an der Spitze, welcher den Weg am besten kennt, sondern derjenige welcher geraden am besten ausgeruht ist.
MfG Peter(TOO)
Hallo,
folgende Frage bewegt meinen physikalischen Laienverstand:
wenn man im Windschatten eines anderen fährt, braucht man doch
weniger Energie um vorwärts zu kommen. Woher kommt diese
Energie?
Sie kommt nicht irgendwo her sondern sie geht weniger verloren.
Wird der Vordermann dadruch gebremst?
Es kann durchaus zu Auswirkungen auf den Vordermann kommen, abhängig davon, wie eng die Autos hintereinander fahren. Unter Umständen verringert sich durch dichtes Auffahren der Druck zwischen den Wagen, so dass der vordere stärkere Kraft nach hinten erfährt.
Interessant ist das zB beim Motoradfahre mit Sozius, wo die Helme sehr eng hintereinander stehen. Das kann beim Fahrer zu stärkerem Zug nach hinten und Vibrationen am Helm führen.
Was passiert
mit der Energie, wenn keiner im Windschatten mitfährt?
Luftwiderstand bedeutet Energieverlust an die Umgebung (direkt an die Luft bzw über Karosserieerwärmung an die Luft). Bei Windschattenfahrt wird die Luft eben weniger erwärmt. Der Effekt dürfte aber schwer messbar sein, da es sich um ein ziemliche Menge Luft handelt.
Gruss, Niels
Hallo Stfan,
So im Prinzip war mir das klar. Meine Frage (etwas anders
formuliert) ist vielmehr: macht es für das vorausfahrende
Fahrzeug einen energetischen Unterschied, ob jemand im
Windschatten hängt oder nicht? Und wenn nein, wohin geht dann
die „Sog-Energie“, die ja dann nicht genutzt wird?
Drücken wir es mal so aus: Wenn du ein Loch buddelst, macht es für dich ja auch keinen
energetischen Unterschied, ob später jemand reinfällt oder nicht. Und dann würdest ja auch
nicht fragen, wohin die „Sturz-Energie“ hingeht, die dann ja nicht genutzt wird, keiner
reinfällt.
Gruß
Oliver
Hallo
Der Windschattenfahrer wird nicht gezogen, er nutzt lediglich
aus das die Luft vor ihm nicht direkt auf ihn prallt sondern
an ihm vorüber geht, da sie vom Vordermann schon umgelenkt
wird.
Wenn das vorausfahrende Fahrzeug einen großen Querschnitt hat, ändern sich u.U. auch die
Druckverhältnisse hinter dem Fahrzeug, der Druck kann dabei auch kleiner als der Luftdruck
werden, sodass der Windschattenfahrer tatsächlich gezogen werden kann.
Das kannst du mal ausprobieren, wenn du das nächste Mal Kaffee trinkst und den Löffel durch
die Brühe ziehst. Dann siehst du nämlich, wie auf der Rückseite des Löffels in der Mitte
ein leichter Strom auf den Löffel zu entsteht.
Gruß
Oliver
Hallo
Dieser Luftdruckunterschied dürfte kaum so groß sein das ein Radfahrer in dieses Loch gezogen wird, wenn das so sein sollte, müsste er ja einer Erstickungsgefahr ausgesetzt sein, da der niedrige Luftdruck es nicht ermöglicht Luft einzuatmen.
Das aber ein gewisser, wenn auch geringer Sog vorhanden ist, will ich nicht abstreiten, immerhin sieht man ja auch immer wieder Laub auf der Straße hinter den Autos herfliegen.
Damit, das nicht gezogen wird, wollte ich nur andeuten das der Vordermann den Hintermann nicht wie durch Magnetismus anzieht, der Vordermann muß halt nicht mehr Gewicht hinter sich herziehen als alleine.
Das einzige was für den Vordermann bedeutsam sein könnte, sind die Verwirbelungen, welche sich ändern. Diese geben wohl einen gewissen Antrib nach vorne. Aber damit kann ich nicht argumentieren weil ich darüber nicht genau bescheid weiß, ich hab nur mal gehöhrt daß das eine wichtige Geschichte beim Autobau ist.
MfG
Micha
die Sache mit der Strömung
Hallo,
einiges wurde ja zum Thema schon gesagt, wenn auc nicht
alles plausibel und richtig erscheint.
Was passiert also erstmal prinzipiell:
Luft wird verdrängt und strömt hinter dem Fahrzeug
wieder zusammen (weil da eben ein Unterdruck entsteht,
gegenüber dem Umgebungsdruck).
Die Luft wird hinter einem Fahrzeug wird nicht einfach so
„zusamenklatschen“. Es werden Wirbel induziert, die hinter
dem Fahrzeug auch Stömungen verursachen, welche in
Fahrtrichtung zeigen. Jemand hat den Vergleich mit einem
Löffel im Kaffee gemacht, da sieht man es anschaulich.
Diese Wirbel verursachen also unter günstigen Bedingungen
einen kräftigen Rückenwind, der eine höhere Geschwindigkeit
haben kann, als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Zur Energiebilanz:
Da stelle Dir mal 2 Fahrzeuge vor, die nebeneinander fahren.
Logisch, jedes hat seinen eigenen Luftwiderstand. Letzendlich
wird ja nur mechanische Energie (des Motors) in Wärme durch
die Luftreibung umgesetzt.
Wenn die beiden Fahrzeuge nun hintereinander fahren, so wird
der Gesamtluftwiderstand kleiner.
Und nun kommt noch ein Clou.
Auf Grund einer angenommenen strömungstechnisch
günstigeren Form des Gesamtsystems zweier hintereinander fahrenden Fahrzeuge kann es sogar passieren, daß das
vordere Fahrzeug weniger Luftwiderstand erfährt, wenn
ein anderes Fahrzeug sich dicht dahinter angehängt hat
als es bei Alleinfahrt hätte.
Den Genzfall stelle man sich so vor:
Ein Strömungstechnisch optimaler Körper (Tropfenform oder
z.B. Form eines Flugzeugrumpfes, also vorne rund und hinten
spitz) wird in der Mitte geteilt. In Folge dessen werden
beide TeilKörper einzeln einen wesentlich höheren
Luftwiderstand haben, als der „ideale“ Gesamtkörper.
In diesem Fall würde also das vorausfahrende Teil sogar
erheblich davon profitieren, wenn es das hintere Teil
mitzieht.
Optimal ist es also, wenn Fahrzeuge Fläche an Fläche
gekoppelt werden, der vorderste eine runde Kontur hat und
der letzte nach hinten spitz ausläuft.
Nichts anderes wird bei Hochgeschwindigkeitszügen gemacht.
Auch bei LKW ist es günstig, wenn zwischen Zugmaschine und
Anhänger eine möglichst enge und Flächendeckende Kopplung
erfolgt.
Gruß Uwi
folgende Frage bewegt meinen physikalischen Laienverstand:
wenn man im Windschatten eines anderen fährt, braucht man doch
weniger Energie um vorwärts zu kommen. Woher kommt diese
Energie? Wird der Vordermann dadruch gebremst? Was passiert
mit der Energie, wenn keiner im Windschatten mitfährt?
Hallo,
Diese Wirbel verursachen also unter günstigen Bedingungen
einen kräftigen Rückenwind, der eine höhere Geschwindigkeit
haben kann, als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
das ist meines Erachtens schlecht formuliert. Partiell mögen die Strömungen eine höhere Geschwindigkeit als das Fahrzeug haben. Einen „Rückenwind“ gibt es aber nicht. Das hieße nähmlich, dass das Fahrzeug einen negativen cw-Wert bekommt. Das hieße wiederum, dass es ohne Motor immer schneller würde. Die Luftbewegung in Fahrtrichtung werden durch den Unterdruck hinter dem Fahrzeug bewirkt. Ohne Unterdruck keine vorwärts gerichteten Strömungen.
Wirbel (turbulente Strömung) sind immer unerwünscht weil sie Energie fressen. Ziel ist immer eine laminare Strömung.
Gruss, Niels
Hallo,
Diese Wirbel verursachen also unter günstigen Bedingungen
einen kräftigen Rückenwind, der eine höhere Geschwindigkeit
haben kann, als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs.das ist meines Erachtens schlecht formuliert. Partiell mögen
die Strömungen eine höhere Geschwindigkeit als das Fahrzeug
haben.
Ja, natürlich meine ich nur lokal begrenzte Effekte.
Vorstellbar ist, das an bestimmten Stellen die Rückströmungen
so stark sind, daß sich ein Fahrradfahrer mit 80Km/h und mehr
hinter einem LKW bewegen kann. Der wird quasi regelrecht
angesaugt.
Da gibt’s ja richtige Rekordfahrten mit dem Fahrrad, bei
denen der Effekt max. ausgenutzt wird.
Gruß Uwi
Einen „Rückenwind“ gibt es aber nicht. Das hieße
nähmlich, dass das Fahrzeug einen negativen cw-Wert bekommt.
Das hieße wiederum, dass es ohne Motor immer schneller würde.
Die Luftbewegung in Fahrtrichtung werden durch den Unterdruck
hinter dem Fahrzeug bewirkt. Ohne Unterdruck keine vorwärts
gerichteten Strömungen.
Wirbel (turbulente Strömung) sind immer unerwünscht weil sie
Energie fressen. Ziel ist immer eine laminare Strömung.