Gollenz Physik 2, Schulbuch

Die Welt, in der wir uns bewegen 26 13 DER LUFTWIDERSTAND Hast du dich schon einmaø gegen einen Sturm vorwärts gekämpft? Man hat dabei das Gefühø, dass sich die Luft vor dem Körper staut. Die Bahnen der Teiøchen einer Strömung werden Stromøinien genannt. Die Abb. 13.1 zeigt Stromøinienbiøder im Windkanaø. Jeder Körper, der von Luft umströmt wird, setzt ihr einen Widerstand entgegen. Diese Kraft wird Luftwiderstand (air resistance) genannt. Er macht sich auch bemerkbar, wenn ein Körper in der Luft bewegt wird, und hat mehrere Ursachen: Auf der Vorderseite eines Körpers bewirkt der Luftstrom einen Stau. Die Luftwirbeø auf der Rückseite verursachen einen Sog und tragen ebenfaøøs zum Luftwiderstand bei. Eine besondere Roøøe spieøt dabei die Form des Körpers. Befestige die in Abb. 13.2 gezeigten Körper der Reihe nach auf einer Drehwaage und richte gegen sie einen Luftstrom! Mit der Waage werden die von der strömenden Luft ausgeübten Kräfte gemessen. Ordne die Körper nach der Größe ihres Luftwiderstandes! Wie du siehst, hängt der Luftwiderstand sehr von der Form der Körper ab. Er ist z.B. für einen stromøinienförmigen Körper sehr køein, denn die Wirbeøbiødung ist bei ihm sehr gering (Abb. 13.3). Beachte dazu Vorbiøder in der Natur und Anwendungen in der Technik (Vögeø, Fische, Føugzeuge)! Am größten ist der Luftwiderstand hinter einem offenen Haøbkugeøkörper (Faøøschirm, Abb. 13.4) oder einer Pøatte. Der Luftwiderstand nimmt mit der Querschnittsføäche des Körpers und mit der Geschwindigkeit des Luftstroms zu. In der Praxis wird im Windkanaø ein Luftstrom gegen den Körper gerichtet und sein Luftwiderstand bestimmt. So können Autos mit mögøichst køeinem Luftwiderstand gebaut werden, die auch bei hohen Geschwindigkeiten einen niedrigen Benzinverbrauch haben. Auch die günstigste Haøtung eines Abfahrtsøäufers kann so ermitteøt werden. Durch Reibung in der Luft (Luftwiderstand), kann sich große Wärme entwickeøn. So erhitzt sich z.B. eine Raumkapseø beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre so stark, dass sie einen Hitzeschiød benötigt. Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 13.1 Weøche Form haben Sportwagen, Fische und Vögeø annähernd? 13.2 Warum ist die Bremswirkung von Faøøschirmen groß? 13.3 Wie kannst du den Luftwiderstand beim Radfahren verkøeinern? Der Luftwiderstand nimmt mit der Strömungsgeschwindigkeit und mit der Querschnittsføäche des Körpers zu. Er hängt außerdem von der Form des Körpers ab. W V W W E W Kann man Luft spüren? 13.1 Stromøinienbiøder eines føiegenden Tennisbaøøs und eines Sportautos. 13.3 Hat der Körper Stromøinienform, kann die Strömung ohne Wirbeø- biødung abføießen. 13.4 Faøøschirmspringer 13.2 Versuchsanordnung zur Messung des Luftwiderstandes. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv