29 Antworten in diesem Thema

[pplapp]

Hallo Leute

Erstmal: Ich bin neu hier, ich hoffe, ich mache nix falsches

Also, ich hab mal eine Frage. Und zwar bin ich bisschen am forschen und so, aber es gibt eine Frage auf die ich selber keine Antwort 'ermessen' kann und auch nix gescheites dazu finde.

Es geht darum, wie die Kugel an Geschwindigkeit verliert!

Also z. Bsp. so?



Das heisst: Die Kugel nimmt linear an Geschwindigkeit ab bzw. an der Zeit, die sie für eine Umrundung brauch zu.






Oder:



Die Kugel verliert anfangs nicht stark an Geschwindigkeit, wird dann aber immer schneller langsamer.




Oder aber:



Die Kugel verliert besonders am Anfang an Geschwindigkeit und wird dann später nur langsam langsamer.


Was stimmt nun? Ich bin leider nach der Schule in eine komplett andere Richtung gegangen, Mathe liegt mir zwar aber mit Physik hab ich echt nichts am Hut

Wäre dankbar für eure Hilfe.

Grüsse aus der Schweiz

pplapp

[asgardman]

pplapp sagte am 19 Aug 2005, 04:07:

Hallo Leute

Erstmal: Ich bin neu hier, ich hoffe, ich mache nix falsches

Also, ich hab mal eine Frage. Und zwar bin ich bisschen am forschen und so, aber es gibt eine Frage auf die ich selber keine Antwort 'ermessen' kann und auch nix gescheites dazu finde.

Es geht darum, wie die Kugel an Geschwindigkeit verliert!

Also z. Bsp. so?



Das heisst: Die Kugel nimmt linear an Geschwindigkeit ab bzw. an der Zeit, die sie für eine Umrundung brauch zu.






Oder:



Die Kugel verliert anfangs nicht stark an Geschwindigkeit, wird dann aber immer schneller langsamer.




Oder aber:



Die Kugel verliert besonders am Anfang an Geschwindigkeit und wird dann später nur langsam langsamer.


Was stimmt nun? Ich bin leider nach der Schule in eine komplett andere Richtung gegangen, Mathe liegt mir zwar aber mit Physik hab ich echt nichts am Hut

Wäre dankbar für eure Hilfe.

Grüsse aus der Schweiz

pplapp

Hi,

gute Frage, einfache Antwort:

Wenn wir annehmen wir hätten eine physikalisch optimale Kugel und der Reibungswiderstand auf der Kesseloberfläche ist überall gleich, dann nimmt die Geschwindigkeit linear ab.

v=v(0) - (F(n)xk)/(mxt)

v(o): Anfangsgeschwindigkeit
F(n): Kraft mit der die Kugel auf die Oberfläche drückt (Vorsicht ich gehe hier davon aus, dass der Kessel nicht gebogen ist, sonst muss man hier noch das Integral drüber ziehen)
k : Reibunsgkonstante der Oberfläche
m: Masse der Kugel
t: Zeit die seit Abwurf vergangen ist.

Du siehst, hier ist nichts zu machen, um das genau zu berechnen brauchst du die genaue Wölbung des Kessels, die Masse der Kugel und die haargenaue Abwurfgeschwindigkeit.

Grüße,

Asgi

[elayer]

Ich denke, es ist schon richtig, wenn man annimmt, daß die Geschwindigkeit linear abnimmt, also eine Gerade wie Du es gezeichnet hast ist.

Dies würde dann für einen vollkommen austarierten Kessel gelten.

Die Konsequenz: Die Kugel fällt innerhalb des Kessels immer an verschiedenen Stellen runter, nämlich dann, wenn die aufgrund der Geschwindigkeit wirkende Fliehkraft zu gering geworden ist, um die Kugel auf der Bahn zu halten.

Ist der Kessel nicht mehr vollkommen austariert, so steht er etwas schief. D. h. die Kugel verliert durch die Reibung immer linear an Geschwindikeit, aber zusätzlich gibt es einen Berg und ein Tal. Rollt die Kugel den Berg hinauf, so verlangsamt sie sich mehr. Rollt die Kugel den Berg hinunter, so tritt ein Beschleunigungseffekt ein. Die fallende Gerade stelle ich mir dann "sinusförmig umrandet" vor, oder so ähnlich.

Gemäß der mir bekannten Theorie hat das dann zur Folge, daß auf der Seite des Kessels, auf auf der die Kugel den Berg hinunterrollt, die Kugel die Bahn nur selten verläßt, dafür aber auf der Seite des Berges, wo sie hinaufrollt, die Bahn häufiger verläßt, was für den Kesselgucker den sogenannten "Rauteneffekt" zur Folge hat.

Für die Kesselgucker ist dieser Effekt wichtig, denn bei einem völlig austarierten Kessel hat eine kleine, nicht messbare Veränderung der Kugelgeschwindigkeit dann einen anderen Fallpunkt der Kugel zur Folge. Die Fallpunkte sind dann gleichverteilt im Kessel.

Bei einem Kessel mit Rauteneffekt hingegegen macht eine kleine Änderung der Kugelgeschwindigkeit am Anfang nur wenig aus. Sie fällt ungefähr an der gleichen Stelle runter, zumindest mal am wahrscheinlichsten innerhalb einer bestimmten Kesselhälfte. Außer die Kugel ist um soviel schneller, dass sie noch eine Umrundung mehr schafft. Darum muß die Kugelgeschwindigkeit nicht so supergenau bestimmt werden, sondern eine mit den menschlichen Sinnen vergleichende Schätzung der Kugelgeschwindigkeiten reicht aus, um den Fallpunkt und die Fallzeit hinreichend genau schätzen zu können.

Bearbeitet von elayer, 19 August 2005 - 09:13.

[sachse]

Hallo pplapp,

leider treffen nach meiner Erfahrung alle Deine Grafiken zu.
In Abhängigkeit von Kugelgröße, Gewicht, Material, dem Kesselmodell und der Oberflächenbeschaffenheit sind alle möglichen Verlangsamungen Realität.
Es gibt Modelle wie einige Huxley/London und vor allem Paulson/USA, bei denen sich die Kugel so stark verlangsamt, dass sie für die letzten 2 Runden über 6 sec benötigt und dann - schon fast anhaltend - meist ohne Rautenberührung fällt. Dort ist die Laufrinne fast ohne Gefälle, sodass die Fliehkraft sehr lange die Oberhand behält.
Noch etwas zur Berg- und Talfahrt der Kugel:
Vor allem bei französischen Modellen, wo die Rauten relativ weit von der Laufrinne entfernt sind, entsteht eine Art elliptische Schwingung, weil die Kugel beim Verlassen der Bande abwärts auch beim austarierten Kessel an Geschwindigkeit zunimmt und somit auf der Gegenseite etwas höher rollt. Daraus resultiert aber kein ausnutzbarer Rauteneffekt, weil die Kugel an jeder beliebigen Stelle die Bande verlassen kann und somit dieser Effekt nur für den jeweiligen Coup gilt. Außerdem darf kaum noch gesetzt werden, nachdem die Kugel die bande verlassen hat, weil sie dann meist weniger als 2 Runden macht.

sachse

[TKC]

Hallo pplapp,

lass Dich nicht von den Vorrednern verunsichern. Allein Version 3 ist richtig


In Wirklichkeit ist die Kugelreibung eine Mischung aus Luft-Reibung und Kugel/Bahn-Reibung.

Zu Anfang des Kugelwurfes ist fast allein die Luft-Reibung für die Hauptverzögerung der Kugel verantwortlich. Diese Reibung tritt aber proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit auf und verzögert auch dementsprechend, also nichtlinear.

Ist die Luft-Reibung im Vergleich zur Kugel/Bahn-Reibung unter einen bestimmten Wert gefallen, geht es etwas linearer zu, bis zum Verlassen der Kreisbahn. Weil die lineare Kugel/Bahn-Reibung die Oberhand gewonnen hat und der Einfluss der Luftreibung mehr und mehr zu vernachlässigen ist.

Man muss aber nicht beide Reibungsverlust-Bedingungen genau berechnen und ins Verhältnis bringen. Das wäre mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Eine approximative Bestimmung mittels Formel für ungleichmässige negative Beschleunigung genügt vollkommen.

Gruss: TKC

[elayer]

TKC sagte am 19 Aug 2005, 13:03:

In Wirklichkeit ist die Kugelreibung eine Mischung aus Luft-Reibung und Kugel/Bahn-Reibung.

Zu Anfang des Kugelwurfes ist fast allein die Luft-Reibung für die Hauptverzögerung der Kugel verantwortlich. Diese Reibung tritt aber proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit auf und verzögert auch dementsprechend, also nichtlinear.

Sehr interessant, das wußte ich nicht, TKC

TKC sagte am 19 Aug 2005, 13:03:

Man muss aber nicht beide Reibungsverlust-Bedingungen genau berechnen und ins Verhältnis bringen. Das wäre mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Eine approximative Bestimmung mittels Formel für ungleichmässige negative Beschleunigung genügt vollkommen.

Warum muß man da etwas überhaupt berechnen bzw. approximieren. Wichtig ist doch eigentlich nur, einen wahrscheinlichsten Fallpunkt mit Fallzeit bestimmen zu können, ohne genau wissen zu müssen, wie sich die Kugel verlangsamt. Es ist doch nur der Effekt an sich wichtig, oder sehe ich da was falsch?

Bearbeitet von elayer, 19 August 2005 - 12:15.

[elayer]

sachse sagte am 19 Aug 2005, 10:26:

Vor allem bei französischen Modellen, wo die Rauten relativ weit von der Laufrinne entfernt sind, entsteht eine Art elliptische Schwingung, weil die Kugel beim Verlassen der Bande abwärts auch beim austarierten Kessel an Geschwindigkeit zunimmt und somit auf der Gegenseite etwas höher rollt. Daraus resultiert aber kein ausnutzbarer Rauteneffekt, weil die Kugel an jeder beliebigen Stelle die Bande verlassen kann und somit dieser Effekt nur für den jeweiligen Coup gilt.

Hallo Sachse,

kann mir kaum vorstellen, daß es solche Kessel in Europa gibt! Auf jeden Fall habe ich sowas noch nie gesehen. Wo hast Du solche Kessel denn beobachtet?

[TKC]

elayer sagte am 19 Aug 2005, 13:13:

Warum muß man da etwas überhaupt berechnen bzw. approximieren. Wichtig ist doch eigentlich nur, einen wahrscheinlichsten Fallpunkt mit Fallzeit bestimmen zu können, ohne genau wissen zu müssen, wie sich die Kugel verlangsamt. Es ist doch nur der Effekt an sich wichtig, oder sehe ich da was falsch?

Hallo elayer,

das ist natürlich nur für die Leute interessant, die den ganzen Vorgang Punkt für Punkt berechnen, und ganz ohne Tilt/Rauteneffekt auskommen wollen.

natürlich gibt es auch Vorgehensweisen, wo man sich die Punkt für Punkt-Berechnung sparen kann und von gewissen Gleichmässigkeiten, die nur nicht zu stark schwanken dürfen, profitiert.
Zum Beispiel das Black-Box-Verfahren, wo man sich die ganze Rechnerei spart und die gesamten Bewegungsgleichungen implizit im Verhältnis Anfangsbedingung/Endresultat enthalten sind.

Dieses Schema und Vorgehensweise macht ja auch so etwas wie ein Wurfweitenspiel im Grunde erst möglich.
Also Abschied nehmen von der unbedingten Vorausberechnung jedes einzelnen Parameters und profitieren von den gleichmässigen Gesetzmässigkeiten, deren Schwankungen, wie gesagt, nur im gewissen Rahmen bleiben müssen. Sprich: Für uns günstige Bedingungen sind hauptsächlich zu ermitteln.

Jetzt aber genug davon, dem Old-School-Sachsen schwillt bestimmt schon wieder der Kamm , wenn er so was liesst und die "genau berechneten" 777 vorbeiziehenden Zahlen und 0,1 Sekunden Unterschied müssen wieder herhalten, den Diskretisierungs- und Kanalisierungseffekten zum Trotz.

Gruss: TKC

[sachse]

Zitat

kann mir kaum vorstellen, daß es solche Kessel in Europa gibt! Auf jeden Fall habe ich sowas noch nie gesehen. Wo hast Du solche Kessel denn beobachtet?

Hallo elayer,

damit meine ich alle in Deutschland aufgestellten französischen Kessel.(die mit dem Hebelkreuz - also fast alle.)
Im Gegensatz zu ""American" Modellen beträgt der Abstand zwischen Raute und Laufrinne mehrere cm. Am ausgeprägtesten ist dieser Schwingungseffekt bei den "Jost/Paris" Sturz-Kesseln zu sehen, wo die Kugel nach ablösen von der Bande noch lange läuft. Die gab es in West-Berlin, Baden-Baden und Konstanz mindestens bis vor 3 Jahren.
Die Beobachtung der Schwingung ist live wahrscheinlich schwierig aber in Zeitlupe deutlich sichtbar.

Zitat

dem Old-School-Sachsen schwillt bestimmt schon wieder der Kamm

Hallo TKC,

nachdem ich mich bei DC verabschiedet habe, könnte ich mich zwar völlig auf dieses Forum konzentrieren aber, wie ich neulich schon konstatierte, es bringt nichts, Belehrungen nützen nichts und nun warte ich in aller Ruhe darauf, dass mich jemand widerlegt.
Am besten(nachvollziehbar) mit einer gewonnenen Million.

sachse

[elayer]

sachse sagte am 19 Aug 2005, 14:29:

damit meine ich alle in Deutschland aufgestellten französischen Kessel.(die mit dem Hebelkreuz - also fast alle.)

Das würde ja bedeuten, französische Kessel dürften keinen Rauteneffekt aufweisen. Ich habe zwar noch nicht allzuviel Erfahrung, aber den Rauteneffekt konnte ich bei meinen Beobachtungen stets ausmachen. Ich habe noch keinen Kessel ohne Rauteneffekt beobachtet! Das waren alles franz. Kessel mit Drehkreuz. Wie erklärst Du dir das?

[sachse]

Hallo elayer,

sicher gibt es einen mehr oder weniger ausgeprägten Rauteneffekt bei allen Kesseln.
Er entsteht selbst dann, wenn mit Hochleistungswasserwaagen der Kessel exakt austariert ist. Woher die Favorisierung bestimmter Rauten in derartigen Fällen kommt, kann ich auch nicht erklären, wobei das ziemlich nebensächlich ist.
Für mein Spiel benötige ich nicht unbedingt einen Rauteneffekt, weil er auch einen unangenehmen Nachteil hat: Je stärker eine bestimmte Raute getroffen wird, desto größer wird der Streubereich der Kugel, weil die Raute aus allen möglichen Einfallswinkeln getroffen wird.

Die angesproche Schwingung hat nicht direkt mit dem Rauteneffekt etwas zu tun, da sie an jedem Punkt des Kessels ihren Ausgang nehmen kann. Es gibt zwar dann auch Punkte in der elliptischen Bahn, die flacher liegen und damit leichter eine Raute treffen können und andere, die so hoch sind, dass dort Rauten nicht erwischt werden aber das kann eben an jeder Stelle des Kessels geschehen. Einen direkten Zusammenhang gäbe es nur, wenn der Ablösepunkt immer an der gleichen Stelle läge.

sachse

[elayer]

Hallo Sachse,

das bedeutet aber nicht, dass du nur American spielst, oder?

sachse sagte am 19 Aug 2005, 15:04:

Für mein Spiel benötige ich nicht unbedingt einen Rauteneffekt, weil er auch einen unangenehmen Nachteil hat: Je stärker eine bestimmte Raute getroffen wird, desto größer wird der Streubereich der Kugel, weil die Raute aus allen möglichen Einfallswinkeln getroffen wird.

Das leuchtet ein. Aber einen Rauteneffekt mußt Du doch benutzen bzw. bevorzugte Fallzonen. Ohne die könnte die Kugel ja irgendwo runterkommen. Da wäre ja keine Prognose mehr möglich. - oder kannst du aufgrund der kugelgeschwindigkeit gewisse Rauten ausschließen?

[sachse]

Zitat

oder kannst du aufgrund der kugelgeschwindigkeit gewisse Rauten ausschließen?

Das ist die Hauptsache und gleichzeitig die größte Schwierigkeit bei meinem Spiel.

Zitat

das bedeutet aber nicht, dass du nur American spielst, oder?

Die meisten American Geräte mit Single- oder Doppelzero haben nur 8 Rauten.
Warum soll ich mich da mit 12, 14 oder gar 16 Stück abplagen.

sachse

[mondfahrer]

hallo pplapp

die Kurven stimmen alle nicht.

vielleicht möchtest Du zur Illustration mal ein paar Zahlen sehen statt lauter grauer Theorie- die von der empirisch festgestellten Realität leider ziemlich stark abweicht und deshalb ziemlich unbrauchbar ist ....

Hier mal ein paar Zahlenwerte - negative Beschleunigungen - am realen Kessel elektronisch gemessen - für 5 verschiedene Bahnen an 2 Fixpunkten (oberhalb zweier benachbarter Rauten a bzw. b -Einheit : m/s^2).Der Kessel hatte 12 Rauten.


Runde 1 :

Raute a : -0.136, Raute b: -0.114

Runde 2:

Raute a: - 0.120 ,Raute b: -0.146

Runde 3:

Raute a: -0.107 ,Raute b: -0.088

Runde 4:

Raute a: -0.111 ,Raute b: -0.103

Runde 5 :

Raiute a: -0.100 ,Raute b: -0.112


d.h. abweichend von der grauen Theorie ändert sich die negative Beschleunigung in unregelmäßiger Weise ständig, alle paar Zentimeter findet eine mehr oder weniger sprunghafte Abweichung von dem idealisierten physikalischen Modell statt, je nach Kessel und Kugel mehr oder weniger. Die "Luftreibung" übt bei solchen Störungen, die zu unterschiedlichen Restlaufzeiten bei gleicher Anfangsgeschwindigkeit führen, den geringsten Einfluss aus. Es sind die unberechenbar-chaotischen Bewegungen der Kugel, die in der grauen Theorie vernachlässigt sind.

Mit solchen Zahlen wie oben und den zugehörigen physikalischen Theorien lässt sich fast nichts konkretes anfagen, sie sind ziemlich wertlos.

Die Kugel stürzt übrigens auch nicht immer bei der selben Geschwindigkeit in den Kessel.






mondfahrer

[pplapp]

sachse sagte am 19 Aug 2005, 22:30:

Die meisten American Geräte mit Single- oder Doppelzero haben nur 8 Rauten.
Warum soll ich mich da mit  12, 14 oder gar 16 Stück abplagen.

sachse

Dann komm doch zu uns in die Schweiz (oder in mein Labor ) und spiel an den Huxley Kesseln des Typs Mark 7 .

Schöne Marmorlaufbahn, kein Kugelholpern, 8 Rauten.

Wirklich allerallerallerbeste Voraussetzungen