Forum: Offtopic Geschoßkraft messen im Schützenverein


von Christian M. (likeme)


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Ich bin in zwei Schützenvereinen im Ort mit dabei und es kam die Frage 
auf wie man ein Messystem zustande bekäme um die Aufprallkraft eines 
Geschoßes messen kann. Es soll bei 7,5 Joule anfangen und dann kommen 
scharfe Geräte um die 1000 Joule auch noch zum Einsatz. Meine Idee, 
Oszilloskop und Wägezelle mit Metallplatte 45° und >10mm. Kann man 
diesen weiten Bereich überhaupt mit einem Setup abtesten? Was nimmt die 
Metallplatte an Kraft weg? Stell ich mir das alles zu einfach vor?

: Bearbeitet durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Man misst normalerweise die Geschossgeschwindigkeit an der Mündung (V0) 
in m/s. Das gibt zusammen mit dem Geschossgewicht die Mündungsenergie 
(E0) in Joule.
Dafür gibts fertige Geräte.

Irgendwas beim Aufprall zu messen ist IMO Unsinn bis Wahnsinn.

: Bearbeitet durch User
von Christian M. (likeme)


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Cyblord -. schrieb:
> Geschossgeschwindigkeit

also wir der Rest im Grund nur hochgerechnet?

von Lu (oszi45)


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Beim Aufprall das Blech messen? Schweizer Käse? Es gibt Gummiplatten.

von Cyblord -. (cyblord)


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Christian M. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Geschossgeschwindigkeit
>
> also wir der Rest im Grund nur hochgerechnet?

Ja.

von Cyblord -. (cyblord)


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Lu schrieb:
> Beim Aufprall das Blech messen? Schweizer Käse? Es gibt Gummiplatten.

Es ist außerdem Gefährlich. Ein Geschossfang muss sicher gestaltet sein 
damit es keine Querschläger gibt. Das ganze muss Vorschriften 
entsprechen und wird auch abgenommen. Dann eine Gummiplatte davor 
montieren ist keine gute Idee.

Ein Geschossfang bis 2500 Joule besteht aus dicken Stahlplatten im 45 
Grad Winkel. 9mm Geschosse werden daran normalerweise pulverisiert und 
die Reste nach unten abgelenkt.

von Jonny O. (-geo-)


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Christian M. schrieb:
> Ich bin in zwei Schützenvereinen im Ort mit dabei und es kam die Frage
> auf wie man ein Messystem zustande bekäme um die Aufprallkraft eines
> Geschoßes messen kann. Es soll bei 7,5 Joule anfangen und dann kommen

Willst du die Kraft oder die Energie messen? Das sind zwei verschiedene 
Dinge. Die Energie ergibt sich durch E = 1/2 mv². Die Kraft ergibt sich 
durch F = m*a. Letzteres ist schwieriger zu ermitteln, weil man per 
Hochgeschwindigkeitskamera (oder nachträglicher Inspektion des 
Projektils und der Aufprallvorrichtung) den Abbremsvorgang (negative 
Beschleunigung) ermitteln muss. In beiden Fällen wird jedoch die Masse 
des Projektils zur Berechnung herangezogen.

: Bearbeitet durch User
von .● Des|ntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Cyblord -. schrieb:
> 9mm Geschosse werden daran normalerweise pulverisiert und
> die Reste nach unten abgelenkt.

jetzt muss man nur sehen, ob Bleistäube
auf Dauer nicht gefährlicher werden als Querschläger

von Cyblord -. (cyblord)


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.● Des|ntegrator ●. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> 9mm Geschosse werden daran normalerweise pulverisiert und
>> die Reste nach unten abgelenkt.
>
> jetzt muss man nur sehen, ob Bleistäube
> auf Dauer nicht gefährlicher werden als Querschläger

Die enthalten gar kein Blei.

von Thomas S. (thommi)


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von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Christian M. schrieb:
> Aufprallkraft eines Geschoßes messen kann.

Sandsack und die Auslenkung messen und die Temperatuererhohung des 
Sandsackes messen. Über die Summe bekommst Du die Energie.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Die Geschossenergie am Zielort kann man mit einem Ballistischen Pendel 
messen. Für die 7.5 Joule-Fraktion sicherlich einfach zu gestalten als 
für Großkaliber.

von Matthias S. (dachs)


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Cyblord -. schrieb:
> Ein Geschossfang bis 2500 Joule besteht aus dicken Stahlplatten im 45
> Grad Winkel. 9mm Geschosse werden daran normalerweise pulverisiert und
> die Reste nach unten abgelenkt.
Das in Kombination mit:
Joe G. schrieb:
> mit einem Ballistischen Pendel

Einschlagenergie:
Also den massiven Geschossfang beweglich aufhängen und dessen Auslenkung 
messen, wäre ein Ansatz.
Der Messbereich von 7,5 bis über 1000 Joule wird aber mehrere in 
verschiedenen Grössen brauchen.

Abschussenergie:
Rückschlagbewegung in Verbindung mit dem Waffengewicht.

: Bearbeitet durch User
von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

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Die Dimensionierung ist nicht mal dramatisch. Für ein Luftgewehr (7.5 J) 
nimmt man einen 100g schweren Holzklotz an einem Pendel mit der 
Pendellänge von 1m. Für 7.62x51 Nato nimmt man einen 10kg schweren 
Holzblock am gleichen Pendel. Beide Pendel schlagen dann bei Beschuss 15 
Grad aus. Einmal wird eine Energie von 6.5 Joule und im anderen Fall 
eine Energie von 3348 Joule absorbiert. Voraussetzung ist der 
unelastische Stoß, d.h. das Geschoss muß im Holzblock verbleiben.

von Udo S. (urschmitt)


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Joe G. schrieb:
> Voraussetzung ist der
> unelastische Stoß, d.h. das Geschoss muß im Holzblock verbleiben.

Wie oft muss man den Holzblock dann wechseln?

Realistisch für einen Schießstand ist das nicht, auch unter den 
Sicherheitsaspekten.
Cyblords erster Beitrag ist eigentlich die sinnvollste Lösung.

von Cyblord -. (cyblord)


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Udo S. schrieb:
> Realistisch für einen Schießstand ist das nicht, auch unter den
> Sicherheitsaspekten.
> Cyblords erster Beitrag ist eigentlich die sinnvollste Lösung.

Wie gesagt, für diese Messungen gibt es eben auch alles fertig zu 
kaufen.

Beispiele:
https://www.mkshooting.de/Waffenzubehoer/V0-Geschwindigkeitsmessgeraete/

https://www.rb-shooting.com/Munitionstest/1910-geschwindigkeits-v0-messgerat-r2a-mittel.html

https://sniper-duisburg.de/v0-messgeraet-zur-ermittlung-der-genauen-muendungsgeschwindigkeit/

Und welchen Grund könnte es geben, unbedingt die Aufprallenergie zu 
messen wenn man das alles aus V0 und E0 berechnen kann?

Wurde dieser höchstspezielle Grund schon genannt?

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Es gibt sowieso nur noch ganz vereinzelt Schießstände, wo es geduldet 
ist, auf etwas anderes als Pappscheiben zu ballern. Bei den meisten 
disqalifiziert man sich bereits mit der Frage danach und die WBK ist man 
in Deutschland sowieso beim kleinsten Fliegenschiss los.

Also ob man auf einen Holzblock ballern darf, bzw. auf einen 
selbstgebauten Geschoss-Energie-Messer ohne Zulassung für diesen Zweck? 
Hier in der Gegend keine Chance. Da müsste man bei irgendwelchen Stellen 
anfragen, die Beschusstests machen, beispielsweise für Panzerglas.

von Christian M. (likeme)


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Danke für die viele Tips, ich werde es mal mit der 
Mündungsgeschwindigkeit probieren. Alles andere wird wahrscheinlich 
zerstört. Wenn ich mir den Kugelfang unserer scharfen Kollegen ansehe, 
der aus 8mm Stahlplatten im 45° Winkel gebaut ist.... es sind sogar da 
einige Löcher drin... keine Ahnung was da schon alles getestet wurde.

von Cyblord -. (cyblord)


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Ben B. schrieb:
> Es gibt sowieso nur noch ganz vereinzelt Schießstände, wo es geduldet
> ist, auf etwas anderes als Pappscheiben zu ballern.

Fallscheiben kommen aktuell immer mehr in Mode. Der BDS hat hier schöne 
Disziplinen.
Nichts beruhigt mich mehr als mit dem Halbautomat diese Dinger 
umzuwerfen. Stressabbau pur.
Und der BDS ist natürlich auch mit IPSC gut beim dynamischen schießen 
vertreten.

: Bearbeitet durch User
von Uwe (neuexxer)


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Von ganz oben:
>... um die Aufprallkraft eines Geschoßes messen kann. ...

Newton:  F= d/dt(m*v)

Im Moment des Aufpralls wird der Geschosskörper inhomogen verformt,
jedes einzelne differentielle Teil in diesem unterliegt beim Aufprall
unterschiedlicher (und nicht konstanter) Brems-Beschleunigung. =>

Impuls- bzw. Energieerhaltungssatz anwenden.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Uwe schrieb:
> Impuls- bzw. Energieerhaltungssatz anwenden.

Mach mal.
Wie bestimmst du welche Energie durch die Verformung des Geschosses 
aufgenommen wird?
Wie bestimmst du die Restenergie des nach unten abgelenkten Geschosses?

Joes ballistisches Pendel würde funktionieren ist aber wie schon gesagt 
nicht praktikabel.
Die in der ersten Antwort gepostete Lösung von Cyblord funktioniert.

von Uwe (neuexxer)


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> Mach mal.
> Wie bestimmst du welche Energie durch die Verformung des Geschosses
> aufgenommen wird?
> Wie bestimmst du die Restenergie des nach unten abgelenkten
> Geschosses?

Steht doch oben:
Die Anfangs-Energie des Geschosses ist 0,5*m*v².
Das abgelenkte Geschoss hat natürlich weniger Energie-
solange es nicht vollelastisch abgelenkt wurde.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Joe G. schrieb:
> Ballistisches_Pendel.pdf

Genau so habe ich es in der Schule gelernt (inkl. Experiment). Da heute
aber zu viele Jugendliche mit den Engelmachern ihrer schützenvereinten
Väter herumrennen, ist das Thema möglicherweise vom Lehrplan gestrichen
worden, um zu verhindern, dass sie das Experiment auf dem Pausenhof
wiederholen.

: Bearbeitet durch Moderator
Beitrag #7872385 wurde vom Autor gelöscht.
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Du wirst auf Schulhöfen keine echten Waffen finden
> und wenn dann keine legalen.
Stimmt, denn Polizisten dürfen nicht zur Schule ...

Spaß beiseite, ich hätte noch eine Frage zu diesem Pendel.

Wenn ich jetzt mit einem Projektil auf sowas feuere, dann hat das 
Geschoss eine Energiemenge, die ich gerne wissen möchte. Wenn das 
Geschoss nun auf das Pendel trifft, geht dann nicht ein großer Teil 
dieser Energie in Wärme über oder wird für das Verformen des Geschosses 
oder Pendel-Materials aufgewendet?

Das hat man doch praktisch sehr schön gesehen, als dieser Meteorit über 
Tscheljabinsk runterkam. Der hat nichts hart getroffen bzw. ist nicht in 
der Erdkruste steckengeblieben, aber durch die extrem hohe 
Geschwindigkeit hatte die Erdatmosphäre auch eine stark bremsende 
Wirkung. Darin hat das Ding mehr oder weniger seine komplette kinetische 
Energie in Wärme umgesetzt - mit der Wirkung einer etwa 800kT Atombombe.

von Cyblord -. (cyblord)


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Ben B. schrieb:
> Wenn das
> Geschoss nun auf das Pendel trifft, geht dann nicht ein großer Teil
> dieser Energie in Wärme über oder wird für das Verformen des Geschosses
> oder Pendel-Materials aufgewendet?

Ja die Energie wird in viele andere Dinge als in die reine 
Pendelbewegung umgewandelt. Deshalb ist der Ansatz das so zu messen auch 
suboptimal.

: Bearbeitet durch User
von Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)


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Wenn du die Mündungsgeschwindigkeit weist, und Temperatur, Luftfeuchte, 
Luftdruck usw. dann kann die App "Strelok" das alles ausrechnen. Die Pro 
Version kostet eine klein wenig, dafür hat die noch viel mehr 
Möglichkeiten.
Strelok unterstützt eine ganze Reihe von Messgeräten über Bluetooth um 
diese Daten automatisch zu messen und ein zu lesen.
Es gibt noch eine ganze Reihe anderer Apps, diese ist eines der besten.

Selbst was bauen und damit auch noch drauf zu schießen, davon kann ich 
nur dringend abraten. Selbst wenn es ein Keller-Schießstand ist und nur 
du alleine da drin bist, ist das erwartete Ergenis in keinem Verhältnis 
zur Verletzungsgefahr.

Abgesehen davon ist das Messen der Geschosskraft mit gekaufter Munition 
eher Sinnfrei, da es Produktionsungenauigkeiten gibt.
Alleine schon wenn es 10° wärmer ist, oder die Patrone in einem heißen 
Patronenlager ein paar Sekunden länger drin steckt, dann zündet das 
Pulver schon viel rasanter.

Der einzige Sinn ist für Longrage Schützen mit 500m aufwärts, da merkt 
man das. Der normale Hausgebrauch hier in D mit nur den kurzen Ständen, 
in der Regel nicht mehr als 100m, da ist es ohnehin egal.
Die Profis machen sich ihre Munition selbst um gleichbleibende 
Ergebnisse zu erzielen. Dabei spielt die eigentliche Geschosskraft 
ebenfalls keine Rolle, vielmehr dass man ein Kombination findet, die ein 
möglichst gleichbleibendes Ergebnis liefert. Das ist dann nicht nur die 
Munition, sondern der ganze Körper, wie er die Waffe hält.
Es geht bei diesem Spiel nur um das beste Treffen und nicht um 
Geschosskraft.

Als Tipp:
Gehe öfters in das Fitnesstudio, habe mehr Kraft, das verbessert dein 
Ergebnis am meisten.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Ben B. schrieb:
> Wenn ich jetzt mit einem Projektil auf sowas feuere, dann hat das
> Geschoss eine Energiemenge, die ich gerne wissen möchte. Wenn das
> Geschoss nun auf das Pendel trifft, geht dann nicht ein großer Teil
> dieser Energie in Wärme über oder wird für das Verformen des Geschosses
> oder Pendel-Materials aufgewendet?

Joe hat das oben vorgerechnet:

Joe G. schrieb:
> Ballistisches_Pendel.pdf

Für die Berechnung des Anfangsgeschwindigkeit der Kombination aus Klotz
und Geschoss in Abhängigkeit der Geschossgeschwindigkeit wird nicht der
Energieerhaltungs- sondern der Impulssatz verwendet. Bei diesem spielen
die Verluste durch Reibung und Verformung keine Rolle.

Aus dem Ergebnis der Rechnung kann man schließen, dass ein Anteil von

der kinetischen Geschossenergie beim Aufprall in Wärme umgewandelt wird.
Da man sinnvollerweise

macht, verpufft tatsächlich die meiste Energie als Wärme.

Die einzigen Verluste, die bei der Berechnung unberücksichtigt bleiben,
sind die Reibung der Pendelschnur und der Luftwiderstand des Pendels.
Sie sind vernachlässigbar, wenn man die Schnur ausreichend dünn und die
Pendelmasse und -dichte ausreichend groß macht.

: Bearbeitet durch Moderator
von Stefan M. (derwisch)


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Cyblord -. schrieb:
> Ja die Energie wird in viele andere Dinge als in die reine
> Pendelbewegung umgewandelt. Deshalb ist der Ansatz das so zu messen auch
> suboptimal.

Eben...
Darum ist die Methode per Mündungsgeschwindigkeit und Geschoßgewicht die 
einzige Methode, die reproduzierbare Ergebnisse bringt.

von Oliver S. (oliverso)


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Cyblord -. schrieb:
> Ja die Energie wird in viele andere Dinge als in die reine
> Pendelbewegung umgewandelt. Deshalb ist der Ansatz das so zu messen auch
> suboptimal.

Du hast das mit dem Impulssatz nicht verstanden.

Oliver

von Cyblord -. (cyblord)


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Oliver S. schrieb:
> Du hast das mit dem Impulssatz nicht verstanden.

Das kann schon sein. Ich verstehe tatsächlich nicht warum Wärmeeintrag 
und Verformung hier keine Rolle spielen sollen.

von Oliver S. (oliverso)


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guggst du halt Wikipedia, Stichwort "Impulserhaltungssatz".

Das ist halt auch eine der grundlegenden physikalischen Bedingungen, die 
unser Universum zusammenhalten.

Oliver

: Bearbeitet durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Oliver S. schrieb:
> guggst du halt Wikipedia, Stichwort "Impulserhaltungssatz".
>
> Das ist halt auch eine der grundlegenden physikalischen Bedingungen, die
> unser Universum zusammenhalten.

Ja ja. Nur auch das Paradebeispiel "Billiardkugeln" unterliegt natürlich 
Störungen von Außen. z.B. Reibung, Luftwiderstand usw. Damit ist das 
Thema "geschlossenes System" schon mal vom Tisch.

Wie die Impulserhaltung dazu führt, dass du völlig ohne Verluste in der 
Realität eine Pendelauslenkung exakt proportional zum Impuls bekommst, 
sehe ich nicht.

von Oliver S. (oliverso)


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Cyblord -. schrieb:
> Wie die Impulserhaltung dazu führt, dass du völlig ohne Verluste in der
> Realität eine Pendelauslenkung exakt proportional zum Impuls bekommst,
> sehe ich nicht.

Wie man aus einer mit Messfehler behaftet Geschwindigkeitsmessung einer 
Gewehrkugel mit nicht genau bekannten Gewicht und den nicht genau 
Luftdichten und -strömungen die Aufschlagenergie völlig exakt bestimmen 
kann, sehe ich auch nicht.

Wer mist, misst Mist. Dazu kommen die prinzipiellen Abweichungen des 
Versuchs. Und da kommt dann die Kunst ins Spiel, die Fehler einschätzen 
zu können.

Oliver

von Cyblord -. (cyblord)


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Oliver S. schrieb:
> Wie man aus einer mit Messfehler behaftet Geschwindigkeitsmessung einer
> Gewehrkugel mit nicht genau bekannten Gewicht und den nicht genau
> Luftdichten und -strömungen die Aufschlagenergie völlig exakt bestimmen
> kann, sehe ich auch nicht.

Nur ist es ein Unterschied ob ich zwei Werte direkt messen kann, auch 
wenn Messfehler auftreten, oder ob ich bestimmte Dinge gar nicht erst 
messtechnisch erfassen kann.

von R. L. (roland123)


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Cyblord -. schrieb:
> oder ob ich bestimmte Dinge gar nicht erst
> messtechnisch erfassen kann.

was kannst du bei dem Pendelversuch messtechnisch nicht erfassen?
du brauchst

- die Masse des Geschosses
- die Masse des Pendels
- die Länge des Pendels
- die maximale Auslenkung des Pendels

der Rest ist Mathematik

von Cyblord -. (cyblord)


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R. L. schrieb:
> was kannst du bei dem Pendelversuch messtechnisch nicht erfassen?

Die Reibung der Pendelaufhängung z.B.

Und die eigentliche Messung der max. Auslenkung des Pendels ist 
mechanisch ebenfalls recht kompliziert. Vor allem wenn es genau sein 
soll. Welche Methode schlägst du hier vor?

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Cyblord -. schrieb:
> R. L. schrieb:
>> was kannst du bei dem Pendelversuch messtechnisch nicht erfassen?
>
> Die Reibung der Pendelaufhängung z.B.

Jetzt mach dich nicht lächerlich. Die Reibung lässt sich ohne Probleme
auf ein vernachlässigbares Maß minimieren. Wenn es ultragenau sein soll,
kann man sie ja vorab messen und in die Auswertung mit einbeziehen.

Die von dir oben verlinkten Geschwindigkeitsmessgeräte (egal, ob
optisch, magnetisch, akustisch oder mit Radar) sind ebenfalls
Dreckeffekten unterworfen und deswegen alles andere als perfekt. Das
zeigt sich auch darin, dass bei den wenigsten Geräten die Genauigkeit
angegeben ist.

> Und die eigentliche Messung der max. Auslenkung des Pendels ist
> mechanisch ebenfalls recht kompliziert. Vor allem wenn es genau sein
> soll. Welche Methode schlägst du hier vor?

Maßband, Handykamera (zur Videoaufzeichnung) und etwas Geometriewissen
aus der Schule genügen.

Wenn es etwas elektronischer sein darf: Drehgeber am Aufhängepunkt des
Pendels und Mikrocontroller zur Erfassung der Messwerte und Bildung des
Maximums.

Den Hauptnachteil des ballistischen Pendels gegenüber kommerziellen
Messgeräten sehe ich nicht in der erreichbaren Genauigkeit, sondern im
sperrigen Aufbau. Dafür kostet so ein Pendel fast nichts.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die Messung der Mündungsgeschwindigkeit geht schon sehr genau und die 
Geschossmasse weiß man auch, bzw. könnte man durch Vergleichsmessungen 
ermitteln, der Abtrag im Lauf ist aber eher gering.

Wenn man sich mal anschaut wie gut das bei Flugabwehr-Kanonen (bspw. 
beim guten alten Gepard) funktioniert... da wird auf wenig Raum eine 
Genauigkeit erreicht, daß das Geschoss noch beim Austritt aus dem Lauf 
mit einem Zündzeitpunkt für eine Zerlegerladung programmiert werden kann 
und wenige Meter vor dem Ziel explodiert. Das Ziel wird dann nicht von 
einem kompakten Geschoss getroffen, sondern von einer ganzen 
Splitterwolke. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit, das Ziel zu 
treffen und möglichst umfangreichen Schaden zu machen.

von Cyblord -. (cyblord)


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Yalu X. schrieb:

> Jetzt mach dich nicht lächerlich. Die Reibung lässt sich ohne Probleme
> auf ein vernachlässigbares Maß minimieren. Wenn es ultragenau sein soll,
> kann man sie ja vorab messen und in die Auswertung mit einbeziehen.

Jaja. Man kann bei dir immer alles. Aber immer alles nur sehr 
theoretisch. Ein echter Schreibtischtäter bist du. Du hättest doch schon 
Probleme einen Bilderrahmen aufzuhängen. Schwadronierst aber von Pendeln 
ausmessen. Quatschen geht gut bei dir.

> Maßband, Handykamera (zur Videoaufzeichnung) und etwas Geometriewissen
> aus der Schule genügen.

natürlich natürlich. Genügt alles. So rein theoretisch.

> Den Hauptnachteil des ballistischen Pendels gegenüber kommerziellen
> Messgeräten sehe ich nicht in der erreichbaren Genauigkeit, sondern im
> sperrigen Aufbau. Dafür kostet so ein Pendel fast nichts.

Natürlich natürlich. Kostet fast nichts, baut man mal kurz auf, misst 
alle Fehler raus und hat schwups schon die Genauigkeit von Radargeräten.

Dir ist hoffentlich klar dass deine Rechthaberei den TE keinen Schritt 
näher an sein Vorhaben bringt oder? Denn er wird so ein Pendel schlicht 
nie bauen können. Aber hauptsache quatschen. Echte Lösungen sind 
Nebensache.

: Bearbeitet durch User
von Oliver S. (oliverso)


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Cyblord -. schrieb:
> Denn er wird so ein Pendel schlicht nie bauen können.

Technisch wird der das können, und die Genauigkeit wird mehr als nur 
ausreichend sein. Auch wenn dad furchtbar simpel erscheint, ist das seit 
Jahrhunderten erprobt. Scheitern wirds an den schon genannten 
rechtlichen Einschränkungen.

Die Mündungsgeschwindigkeitsmessung ist rechtlich unkritisch, dafür 
wirds technisch  aufwendig.

Oliver

von Cyblord -. (cyblord)


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Oliver S. schrieb:
> Technisch wird der das können, und die Genauigkeit wird mehr als nur
> ausreichend sein.

Na dann bleibt mir nur noch ihm Kraft und Glück zu wünschen. Hoffentlich 
packt ihr zwei Oberspezis mit an. Haltet uns auf dem laufenden!

: Bearbeitet durch User
von Clemens S. (zoggl)


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Cyblord -. schrieb:
> Ja ja. Nur auch das Paradebeispiel "Billiardkugeln" unterliegt natürlich
> Störungen von Außen. z.B. Reibung, Luftwiderstand usw. Damit ist das
> Thema "geschlossenes System" schon mal vom Tisch.

Falsches Beispiel.
Billardkugeln sind ein elastischer Stoß.

Kugel + Pendel sind ein plastischer Stoß. Für die Genauigkeit beim 
plastischen Stoß ist es nur wichtig alle Teile des Projektils 
aufzufangen.

https://www.leifiphysik.de/mechanik/impulserhaltung-und-stoesse/grundwissen/zentraler-vollkommen-unelastischer-stoss

Sg

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

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Zunächst für die Zweifler der Energieerhaltung

Einfache Mechanik bringt uns der Lösung schnell näher. Mein Ansatz war 
der Impulserhaltungssatz welcher alle Formen der Energieumwandlung 
berücksichtigt. Wer jedoch gerne mit der Energieerhaltung argumentiert, 
nutze doch bitte den Energieerhaltungssatz. Somit müssen wir den Term 
der Formänderungsarbeit (also die Energie, welche notwendig ist um 
Geschoß und Klotz zu verformen oder meinetwegen auch zu verdampfen) 
hinzufügen (siehe zentrischer Stoß). Jetzt nehmen wir nochmals die 
Annahmen aus der Berechnung des ballistischen Pendels und berechnen die 
Formänderungsarbeit. Wie zu sehen ist, wird im Falle des Luftgewehrs nur 
0.52% der Gesamtenergie in potentielle Energie umgewandelt. Im Fall 
7.62 x 51 NATO sind es sogar nur 0.1% - der Rest ist Wärme ;-)

zum Versuchsaufbau

Ich habe den Versuch schon mehrmals durchgeführt (E<7.5 J). 
Geschwindigkeitsmessgeräte (Chrony) gibt es noch nicht solange wie ich 
diese Versuche gemacht habe. Macht man das Pendel (dünner Faden) sehr 
lang, muß nicht mal der Winkel bestimmt werden, sondern nur der 
Ausschlag.

: Bearbeitet durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Clemens S. schrieb:
> Falsches Beispiel.
> Billardkugeln sind ein elastischer Stoß.

Nun die werden aber im Wiki Artikel zur Impulserhaltung als Beispiel 
angeführt.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Für eine sachliche Diskussion ist wohl in Mindestmaß an physikalisches 
Verständnis notwendig. Mir scheint, dass Wikipedia und ähnliche Quellen 
nur bedingt dafür geeignet sind.

Die Diskussion über elastisch oder plastisch oder, oder, oder zeigt 
einfach nur Nichtwissen. Bei den Stoßgesetzen wird dazu ja gerade die 
Stoßzahl e mit 0<= e <= 1 eingeführt.

von Cyblord -. (cyblord)


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Joe G. schrieb:
> Für eine sachliche Diskussion ist wohl in Mindestmaß an physikalisches
> Verständnis notwendig.

Und jetzt lass mich raten: Du verfügst über dieses Mindestmaß, andere 
Forenteilnehmer hingegen nicht. Korrekt?

Allerdings bezweifle ich die physikalischen Grundlagen hinter der 
Impulserhaltung nicht im geringsten, ich bezweifle deren sinnvolle 
praktische Anwendung im Rahmen der gestellten Aufgabe.

: Bearbeitet durch User
von Christoph E. (stoppi)


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https://stoppi-homemade-physics.de/ballistisches-pendel/

Mache ich demnächst mit einem meiner Kinder.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Cyblord -. schrieb:
> Jaja. Man kann bei dir immer alles. Aber immer alles nur sehr
> theoretisch. Ein echter Schreibtischtäter bist du. Du hättest doch schon
> Probleme einen Bilderrahmen aufzuhängen. Schwadronierst aber von Pendeln
> ausmessen. Quatschen geht gut bei dir.

Das Lob gebe ich gerne zurück ;-)

Denn im Gegensatz zu dir habe ich habe ich die Messung in der Schule
live mitverfolgt:

Yalu X. schrieb:
> Genau so habe ich es in der Schule gelernt (inkl. Experiment).

Und ja, der Lehrer hat natürlich den Klotz nicht an einem daumendicken
Drahtseil, sondern an einer sehr dünnen Schnur mit entsprechend geringer
innerer Reibung aufgehängt.

Zudem habe ich zusammen mit einem Mitschüler das Experiment zu Hause mit
verschiedenen Waffen und Klotzmassen wiederholt (auch wenn ich das aus
heutiger Sicht nicht zur Nachahmung empfehlen würde).

Du versuchst ebenfalls, das ballistische Pendel theoretisch zu erfassen.
Da du dafür aber einen ungeeigneten Ansatz wählst (wahrscheinlich warst
du in der Schule bei der Behandlung des unelastischen Stoßes gerade
krank), kommst du zum Schluss, dass die Methode mit dem Pendel gar nicht
funktionieren kann bzw. so ungenau ist, dass sie keinen Nutzen bringt:

Cyblord -. schrieb:
> Ja die Energie wird in viele andere Dinge als in die reine
> Pendelbewegung umgewandelt. Deshalb ist der Ansatz das so zu messen auch
> suboptimal.

Soviel also zum Thema Theorie und Praxis :)

von Cyblord -. (cyblord)


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Yalu X. schrieb:
> Denn im Gegensatz zu dir habe ich habe ich die Messung in der Schule
> live mitverfolgt:

So ein Laboraufbau in der Schule ist halt was anderes als ein echter 
Messaufbau für die Messung echter Schüsse an einem Schießstand. Vor 
allem wenn das Ding haltbar sein soll und du ein Ergebnis auf einem 
Display sehen willst, anstatt mit dem Geodreieck daneben zu stehen.

von R. L. (roland123)


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Cyblord -. schrieb:
> So ein Laboraufbau in der Schule ist halt was anderes als ein echter
> Messaufbau für die Messung echter Schüsse an einem Schießstand. Vor
> allem wenn das Ding haltbar sein soll und du ein Ergebnis auf einem
> Display sehen willst,

allmählich wird's kindisch. Soll es auch noch bei Windstärke 10 im 
Freien und bei Hochwasser funktionieren?
Dann ist das Pendel wirklich ungeeignet.
Und dass es aufgrund der Vorschriften nicht machbar ist, wurde ja auch 
schon geklärt.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Bei einem Schulversuch treten aber keine so großen Kräfte auf, daß 
während der Impulsübertragung das Projektil zerstört wird oder den 
Pendel-Block durchdringt. Beides wandelt einen großen Teil der im 
Projektil enthaltenen Energie in andere Energieformen um (bspw. Wärme), 
die dann nicht mehr für den Impuls zur Verfügung steht, den das Pendel 
sieht und misst.

Manche Schüler demonstrieren diesen Versuch auf dem Schulhof sehr gerne 
mit Schneebällen. Wenn man seinem Mitschüler einen Schneeball aus locker 
geformten Schnee an den Kopf wirft, dann klatscht es nur ordentlich und 
es kommt ein Schneeball zurück. Wenn man den Schneeball ein wenig länger 
in der Hand behält, so daß er etwas antauen und wieder gefrieren kann, 
bevor man ihn seinem Mitschüler an den Kopf wirft, dann fährt derjenige 
ins Krankenhaus und es kommt kein Schneeball mehr zurück - obwohl der 
Schneeball in etwa die gleiche Masse hat und in etwa mit der gleichen 
Kraft geworfen wird. Die Auswertung dieses Experiments findet im 
Sekretariat statt und wird mit der Erteilung eines Verweises erfolgreich 
abgeschlossen.

von Cyblord -. (cyblord)


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R. L. schrieb:

> allmählich wird's kindisch. Soll es auch noch bei Windstärke 10 im
> Freien und bei Hochwasser funktionieren?

Naja Junge, es soll halt ein brauchbares Werkzeug für einen realen Zweck 
sein.

> Und dass es aufgrund der Vorschriften nicht machbar ist, wurde ja auch
> schon geklärt.

D.h. eure ganze Klugscheißerei bringt dem TE bei seinem Problem gar 
nichts? Na sieh mal an.

: Bearbeitet durch User
von R. L. (roland123)


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Ben B. schrieb:
> Beides wandelt einen großen Teil der im
> Projektil enthaltenen Energie in andere Energieformen um (bspw. Wärme),
> die dann nicht mehr für den Impuls zur Verfügung steht, den das Pendel
> sieht und misst.

Impuls (m x v) und kinetische Energie (1/2 m x v²) sind nicht dasselbe. 
Der Impuls bleibt gleich, nur die kinetische Energie wird geringer, da 
sie teilweise in Wärme umgesetzt wird.

Cyblord -. schrieb:
> Naja Junge, es soll halt ein brauchbares Werkzeug für einen realen Zweck
> sein.

was denkst du, seit wann es die technische Möglichkeit gibt, die 
Geschossgeschwindigkeit zu messen?
Und was denkst du, welches brauchbare Werkzeug für diesen realen Zweck 
davor verwendet wurde?
(kleiner Tipp: es hatte kein Display)

Cyblord -. schrieb:
> D.h. eure ganze Klugscheißerei bringt dem TE bei seinem Problem gar
> nichts? Na sieh mal an.

niemand hat bestritten, dass heutzutage die Messung der 
Geschossgeschwindigkeit die beste Lösung ist

von Ralf X. (ralf0815)


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R. L. schrieb:
> niemand hat bestritten, dass heutzutage die Messung der
> Geschossgeschwindigkeit die beste Lösung ist

Aber dennoch scheinen es einige hier ja unbedingt anders machen zu 
wollen und brechen dafür unnötige Auseinandersetzungen vom Zaun.
Du doch auch, wenn ich das richtig überblicke.

von Ralf X. (ralf0815)


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R. L. schrieb:
> Impuls (m x v) und kinetische Energie (1/2 m x v²) sind nicht dasselbe.
> Der Impuls bleibt gleich, nur die kinetische Energie wird geringer, da
> sie teilweise in Wärme umgesetzt wird.

Und Du glaubst, dass das schwingende Pendel dann den gleichen Impuls 
besitzt, wie vorher das Projektil?

von R. L. (roland123)


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Ralf X. schrieb:
> Aber dennoch scheinen es einige hier ja unbedingt anders machen zu
> wollen und brechen dafür unnötige Auseinandersetzungen vom Zaun.
> Du doch auch, wenn ich das richtig überblicke.

es gibt 2 Fragen:

1. funktioniert eine Messung mit einem ballistischen Pendel?
Antwort: ja
2. soll der TO ein ballistisches Pendel verwenden?
Antwort: nein

Ralf X. schrieb:
> Und Du glaubst, dass das schwingende Pendel dann den gleichen Impuls
> besitzt, wie vorher das Projektil?

ja

von Icke ®. (49636b65)


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Ben B. schrieb:
> Wenn man seinem Mitschüler einen Schneeball aus locker
> geformten Schnee an den Kopf wirft, dann klatscht es nur ordentlich und
> es kommt ein Schneeball zurück. Wenn man den Schneeball ein wenig länger
> in der Hand behält, so daß er etwas antauen und wieder gefrieren kann,
> bevor man ihn seinem Mitschüler an den Kopf wirft, dann fährt derjenige
> ins Krankenhaus und es kommt kein Schneeball mehr zurück - obwohl der
> Schneeball in etwa die gleiche Masse hat und in etwa mit der gleichen
> Kraft geworfen wird. Die Auswertung dieses Experiments findet im
> Sekretariat statt und wird mit der Erteilung eines Verweises erfolgreich
> abgeschlossen.

Heute läuft das wohl so. Früher gabs einen "Aua" Schrei und die 
Auswertung erfolgte unmittelbar vor Ort, meist begleitet von weiteren 
"Aua" Schreien. Das Sekretariat reichte allenfalls Taschentücher, um die 
Blutspuren wegzuwischen und mahnte mit Verweis auf das nahe Pausenende 
zum eiligen Aufsuchen der Klassenräume.

von Andreas M. (elektronenbremser)


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Christian M. schrieb:
> Aufprallkraft eines Geschoßes

Christian M. schrieb:
> Es soll bei 7,5 Joule anfangen

Bringt hier jemand (du), Kraft (...N) und Energie (...J) durcheinander?

von Thomas S. (thommi)


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Thomas S. schrieb:
> Vielleicht mal da nachfragen:
>
> https://www.vpam.eu/ueber-uns/mitglieder/beschussamt-ulm/

Wie ich schon schrieb: Da mal nachfragen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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von Sheeva P. (sheevaplug)


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Christian M. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Geschossgeschwindigkeit
>
> also wir der Rest im Grund nur hochgerechnet?

Ja. Denn so ein Projektil sauber zu fangen und alle Abgänge von Energie 
(die hier bereits erwähnte Wärme, plastische und dynamische Verformung 
etc.) sauber zu erfassen, wird Dir mir einem Kugelfang nicht gelingen. 
Und das unabhängig davon, ob es sich um einen Pendel oder einen harten 
Kugelfang handelt: beide werden das Projektil und möglicherweise auch 
sich selbst verformen. Und weil (zumindest bei größeren Kalibern) die 
allermeisten mir bekannten Projektile aus mehreren Materialien bestehen 
(klassische Vollmantelgeschosse haben in der Regel einen Mantel aus 
einer Kupferlegierung und einen Bleikern), ist es sehr schwierig, deren 
weitestgehend zufällige Verformung und / oder Zerlegung in zuverlässige 
und präzise Mathematik zu fassen. Und wenn Du Dir einmal ansiehst was 
beispielsweise aus einem Hohlspitzgeschoß wird [2], wenn es einmal in 
eine ballistische Gelatine eingeschlagen ist, wirst Du schnell erkennen, 
daß Deine zielseitigen Ansätze vermutlich wenig Erfolg haben.

Und auch sonst sind da viele Unwägbarkeiten, schon bei der 
Innenballistik. Der Ausziehwiderstand des Projektils aus der 
Patronenhülse, der Einpreßwiderstand in die Züge des Laufes, dessen 
Profil und Drall (hat hier jemand Polygonlauf gesagt?) und etliche 
andere Faktoren (Verschmutzung der Waffe und des Laufes, Lufttemperatur 
und -Feuchtigkeit) spielen hier eine Rolle.

Wenn Du es wirklich wissen willst, dann möchtest Du vielleicht mal mit 
einem Longrange- oder Scharfschützen reden. Die Webseiten von Lutz 
Möller [3] sind leider nicht mehr online, sonst hätte ich die empfohlen, 
vielleicht könntest Du aber aber mit etwas Glück ein Archiv finden.

Wie dem auch sei, gibt es sehr gute Gründe, warum gemeinhin zwischen 
Innen-, Außen-, und Zielballistik unterschieden wird ... und das sind 
nur die reinen ballistischen Aspekte, viele andere Einflüsse sind da 
nicht berücksichtigt. Während meiner Bundeswehrzeit durfte ich an 
verschiedenen waffentechnischen Themen arbeiten und habe dabei erlebt: 
Patronenhülsen, bei denen nicht alle Zündkanäle freigebohrt waren, 
unterschiedliche Gewichte bei den Projektilen, den Treib- und den 
Zündladungen, wohlgemerkt in demselben Los, eng und weit gecrimpte 
Patronenhülsen, ... und da haben wir nur über Fertigungstoleranzen bei 
(möglichst billiger) militärischer Munition geredet und nicht etwa über 
die waffentechnischen Aspekte wie Verschmutzung, Schmiergrad, -Mittel, 
oder Umwelteinflüsse wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit.

Kurz gesagt: wenn Du halbwegs genaue Ergebnisse in Abhängigkeit von der 
Waffe und ihrem Zustand haben möchtest, wirst Du nach meiner 
Einschätzung nicht um eine Messung der Mündungsgeschwindigkeit herum 
kommen. Den Gasdruck im Lauf, Auszieh- und Einpreßwiderstände, und bei 
vorgefertigter Munition auch deren Parameter von Zünd-, Treibladungs- 
und Geschoßgewichten über Mantelhärte, die Körnung, Spreng- und 
Phlegmatisierungsmitteln der Treibladung... sorry, das alles zusammen 
kannst Du vermutlich nicht mit vertretbarem Aufwand messen.


[1] 
https://www.grauwolf.net/caldwell-ballistic-precision-geschwindigkeitsmesser.html
[2] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/40SW.jpg
[3] https://lutzmoeller.net/

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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@Icke

Das war früher auch schon so. Ich hatte zweimal zum Schuljahresbeginn 
Stress mit dem Klassenclown, der meinen Namen totaaal lustig fand. Über 
den vierspurigen Autobahntunnel, den ich ihm deswegen in die Visage 
gedroschen habe, konnte er allerdings nicht ganz so gut lachen. Beide 
Male hatte ich danach meinen Tadel ... und meine Ruhe.

So wie ich das verstehe, erzeugen verschiedene Projektile mit der 
gleichen (kinetischen) Energie verschiedene Impulse, wenn sie irgendwo 
einschlagen.

von Sheeva P. (sheevaplug)


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Yalu X. schrieb:
> Zudem habe ich zusammen mit einem Mitschüler das Experiment zu Hause mit
> verschiedenen Waffen und Klotzmassen wiederholt (auch wenn ich das aus
> heutiger Sicht nicht zur Nachahmung empfehlen würde).

Hast Du das denn auch einmal mit einer .50BMG, einer .460 Wheatherby 
Magnum (okay, oder einer anderen Patrone von Wheatherby), einer MK 20 DH 
202 (die Munition des Marder-Schützenpanzers), oder einer 35 × 228 mm 
Oerlikon Flab K-63 (das ist die Munition des 
Gepard-Flugabwehrkanonenpanzers) probiert? Sorry, ich frage für einen 
Freund. :-)

von Clemens S. (zoggl)


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Cyblord -. schrieb:
> D.h. eure ganze Klugscheißerei bringt dem TE bei seinem Problem gar
> nichts? Na sieh mal an.

Oh doch. Natürlich bringt es dem TO etwas.

Hier herrscht noch großer Nachholbedarf bezüglich des Wissens um den 
Impulserhaltungssatz.

Ralf X. schrieb:
> Und Du glaubst, dass das schwingende Pendel dann den gleichen Impuls
> besitzt, wie vorher das Projektil?

Cyblord -. schrieb:
> Ja die Energie wird in viele andere Dinge als in die reine
> Pendelbewegung umgewandelt.

Cyblord -. schrieb:
> Ja ja. Nur auch das Paradebeispiel "Billiardkugeln" unterliegt natürlich
> Störungen von Außen. z.B. Reibung, Luftwiderstand usw. Damit ist das
> Thema "geschlossenes System" schon mal vom Tisch.

Sheeva P. schrieb:
> Denn so ein Projektil sauber zu fangen und alle Abgänge von Energie (die
> hier bereits erwähnte Wärme, plastische und dynamische Verformung etc.)
> sauber zu erfassen, wird Dir mir einem Kugelfang nicht gelingen.

Also nochmal für alle:
Solange die Kugel vollständig vom Pendel gefangen ist, gilt der 
Impulserhaltungssatz (und nicht der Energieerhaltungssatz).

Es ist egal wohin die Energie geht (Verformung / Wärme was auch immer).

Der Eingangsimpuls ist gleich dem Ausgangsimpuls.

Das ist ein fundamentales Grundgesetz für den sichtbaren Bereich.

von Clemens S. (zoggl)


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Ben B. schrieb:
> So wie ich das verstehe, erzeugen verschiedene Projektile mit der
> gleichen (kinetischen) Energie verschiedene Impulse, wenn sie irgendwo
> einschlagen.

Richtig.

Der Impuls ist M x v und die Energie M/2 x v²

Ein Klumpen mit 1kg x 1m/s hat den selben Impuls wie einer mit 2kg und 
0.5m/s

Die Energie ist aber beim zweiten halb so hoch.

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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.50BMG habe ich schon, 35mm ist glaube ich nicht so gut für die 
Schulter. Die Russen haben soweit mir bekannt mal Scharfschützengewehre 
mit 14,5 und 20mm gebaut und ich würde schon gerne wissen "wie das 
knallt", aber wahrscheinlich hat man darauf nicht ganz so oft Lust.

von Sheeva P. (sheevaplug)


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Clemens S. schrieb:
> Also nochmal für alle:
> Solange die Kugel vollständig vom Pendel gefangen ist, gilt der
> Impulserhaltungssatz (und nicht der Energieerhaltungssatz).
>
> Es ist egal wohin die Energie geht (Verformung / Wärme was auch immer).

Du bist ja ein richtiges Genie!

Okay, ich frage mich nur, wer Deine geniale Erkenntnis je bezweifelt 
hätte, und auch nach mehrmaligem Lesen dieses Threads finde ich keinen. 
Denn ja, es gehört zu den einfachsten -- oder sagen wir: popeligsten 
Erkenntnissen dieses Energieerhaltungssatzes -- daß Energie erhalten 
bleibt.

Nichtsdestotrotz stellt sich bei Messungen immer auch die Frage, was man 
denn überhaupt meßtechnisch erfassen kann. Und nein: ich bezweifle 
nicht, daß die Energie beim Pendel ankommt. Was ist bezweifle, ist, daß 
sie mit laienhaften Methoden meßbar ist.

Insofern kommt, lieber Erhalter, Deine Energie natürlich an. Aber Du 
kannst sie bedauerlicherweise nicht messen.

von R. L. (roland123)


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Clemens S. schrieb:
> Also nochmal für alle:
> Solange die Kugel vollständig vom Pendel gefangen ist, gilt der
> Impulserhaltungssatz (und nicht der Energieerhaltungssatz).
>
> Es ist egal wohin die Energie geht (Verformung / Wärme was auch immer).
>
> Der Eingangsimpuls ist gleich dem Ausgangsimpuls.
>
> Das ist ein fundamentales Grundgesetz für den sichtbaren Bereich.

gibt's auf, es bringt nichts.
Physik ist für viele anscheinend Neuland. Es reicht nur, um sich über 
kW/h aufzuregen.

von Sheeva P. (sheevaplug)


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Ben B. schrieb:
> .50BMG habe ich schon, 35mm ist glaube ich nicht so gut für die
> Schulter. Die Russen haben soweit mir bekannt mal Scharfschützengewehre
> mit 14,5 und 20mm gebaut und ich würde schon gerne wissen "wie das
> knallt", aber wahrscheinlich hat man darauf nicht ganz so oft Lust.

In Rußland soll es... sagen wir mal: vieles geben. Den KPz T-14 
"Armata", den bis dato noch nie jemand im Gefecht gesehen hat. Ich 
persönlich glaube, daß Rußland bei der Effizienz und Effektivität seiner 
Waffensysteme übertreibt, weil es außer Rohstoffen und Waffen nicht viel 
zum Verkaufen hat. :-)

von Sheeva P. (sheevaplug)


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R. L. schrieb:
> Physik ist für viele anscheinend Neuland.

Das stimmt. Und oft ist die Physik so vielen Einflüssen unterworfen, daß 
sie sich mit hobbyistischen Methoden kaum erfassen läßt.

Aber weil Du es offensichtlich besser weißt als ich, frage ich Dich 
einfach mal:

1. Hast Du in der Realität je einen vollkommen(!) elastischen Stoß 
gesehen?
2. Hast Du in der Realität je einen vollkommen(!) unelastischen Stoß 
gesehen?

Vielen Dank für Deine Erläuterungen. :-)

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Meine (Lebens)erfahrung mit den Fans von:
50BMG /.460 Wheatherby  MK 20 DH  35 × 228 mm / usw.

Physik und Mathematik ist nicht unbedingt deren Stärke. Dafür haben sie 
Kompetenzen auf anderen Gebieten. Ist auch ok so.
"jedem Tierchen sein Pläsierchen".

Sheeva P. schrieb:
> 1. Hast Du in der Realität je einen vollkommen(!) elastischen Stoß
> gesehen?
> 2. Hast Du in der Realität je einen vollkommen(!) unelastischen Stoß
> gesehen?

Was spielt denn diese Frage für eine Rolle? Wer sich meine Berechnungen 
ernsthalft angesehen hat, wird feststellen, dass
es dafür genau die Stoßzahl gibt, welche die Realität zwischen 1. und 2. 
abbildet.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Sheeva P. schrieb:
> Hast Du in der Realität je einen vollkommen(!) elastischen Stoß gesehen?

Nein, nur einen näherungsweise vollkommen elastischen Stoß.

> Hast Du in der Realität je einen vollkommen(!) unelastischen Stoß
> gesehen?

Ja, bspw. beim ballistischen Pendel.

Das ist ja gerade der "Trick" bei diesem Messverfahren, der es von der 
Reibungs- und Verformungsarbeit beim Aufprall des Geschosses völlig 
unabhängig macht.

Zitat aus Wikipedia:

Beim ideal unelastischen Stoß (auch vollkommen unelastischer oder 
vollplastischer Stoß genannt) wird der maximal mögliche Anteil der 
kinetischen Energie in innere Energie umgewandelt, dabei „kleben“ die 
beiden Massen nach dem Stoß aneinander und bewegen sich mit derselben 
Geschwindigkeit v' weiter (v'1 = v'2 = v').

: Bearbeitet durch Moderator
Beitrag #7872914 wurde vom Autor gelöscht.
von Cyblord -. (cyblord)


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Ihr geilt euch an dieser Impulssache schon ganz schön auf oder?

von Oliver S. (oliverso)


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Clemens S. schrieb:
> Also nochmal für alle:
> Solange die Kugel vollständig vom Pendel gefangen ist, gilt der
> Impulserhaltungssatz (und nicht der Energieerhaltungssatz).

Nur, um das nicht unkommentiert zu lassen:
der Energieerhaltungssatz gilt natürlich auch. Nur ist der zur 
rechnerischer Bestimmung der Geschossgeschwindigkeit halt praktisch 
nicht anwendbar, weil zu viele nicht (einfach) messbare Faktoren 
auftreten.

Oliver

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Nur, um das nicht unkommentiert zu lassen:

Der Energieerhaltungssatz ist zur rechnerischen Bestimmung der 
Geschossgeschwindigkeit praktisch anwendbar. Dazu muß nur zusätzlich die 
Formänderungsarbeit bestimmt werden. Diese erhält man sehr leicht aus 
der Impulserhaltung.

Beispiel:
Luftgewehrdiabolo mit 0.52g
Pendelausschlag bei 1m Pendellänge und elastischer Masse von 100g = 15 
Grad
Geschossenergie E=6.493J
Formänderungsarbeit W=6.459J
potentielle Energie des Pendels U=0.034J
berechnete Geschwindigkeit aus der Summe: E+W  v=158 m/s

von Christoph E. (stoppi)


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Wenn man sich aber die Sache genauer anschaut, kommt man (wie so oft in 
der Physik) aber ins Grübeln.

Beim total inelastischen Stoß besitzt das ballistische Pendel nach dem 
Stoß die Energie E_kin = E_kin_Projektil * (m_Projektil / (m_Projektil + 
m_Pendel)).

Angenommen m_Projektil sei m_Pendel / 100, dann ist der letzte Faktor 
rund 1/100. Sprich 99% der kinetischen Energie gehen "verloren" in 
Wärme, Verformungsenergie usw.

Und jetzt kommt es: Diese 99% sind dann unabhängig vom Projektil- bzw. 
Pendelmaterial, zum Beispiel deren Härte. Wird also ein z.B. hartes 
Projektil (ich gehe immer vom gleichen m_Projektil / m_Pendel = z.B. 
0.01 aus) weniger verformt, so muss zwangsweise mehr Wärme erzeugt 
werden, da fix gilt: Q + W_Verformung = 0.99 * E_kin_Projektil.

Und dies leuchtet mir ehrlich gesagt auch nicht zu 100% ein. Eins gilt 
aber mit Sicherheit: Je tiefer man in der Physik gräbt, desto 
verästelter und komplexer wird es. Das liebe und hasse ich an der 
Physik...

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Cyblord -. schrieb:
> Ihr geilt euch an dieser Impulssache schon ganz schön auf oder?

Nö, du und einige andere Konsorten geilen sich am Impulserhaltungssatz 
auf, weil sie ihn nicht verstehen.
Ich hatte dir oben mehrfach recht gegeben, dass die Messung der 
Geschwindigkeit des Geschosses der beste Weg für den TO ist.

Es geht aber auch mit dem ballistischen Pendel. Und wenn man nur 
einzelne Versuche macht geht das wohl auch recht gut und ohne teures 
Equipment.

Aber du musst immer recht haben und akzeptierst nicht dass es auch noch 
eine zweite Lösung geben kann. Es darf keine Lösung neben deiner geben.

Der Rest artet hier gerade in einen primitiven Schwanzvergleich bzgl. 
Waffenkenntnisse aus. Dabei halte ich jede Wette dass die mit der 
größten Klappe an der Front in der Ukraine innerhalb der ersten Stunde 
wortwörtlich die Hosen voll hätten.

von Oliver S. (oliverso)


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Christoph E. schrieb:
> Beim total inelastischen Stoß besitzt das ballistische Pendel nach dem
> Stoß die Energie E_kin = E_kin_Projektil * (m_Projektil / (m_Projektil +
> m_Pendel)).

Ein nicht unerheblicher Teil der Geschossenergie verformt Geschoss und 
Holz, und wird letztendlich in Wärme umgewandelt.

Oliver

von Cyblord -. (cyblord)


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Udo S. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Ihr geilt euch an dieser Impulssache schon ganz schön auf oder?
>
> Nö, du und einige andere Konsorten geilen sich am Impulserhaltungssatz
> auf, weil sie ihn nicht verstehen.

Ich verstehe die Grundaussage, bin aber kein Physiker und daher 
versteige ICH mich nicht in Annahmen über dessen praktische Anwendung in 
diesem Fall.

Ich kann nicht beurteilen ob die simple theoretische Grundannahme (Der 
übertragene Impuls ist unabhängig von wirklich allem inkl. Verformung, 
Wärme, Material, Pendelaufhängung usw.) sich in der Realität wirklich so 
darstellt und sich deshalb ohne weiteres nutzen lässt.

IHR behauptet das hingegen einfach. Als Beweis kommen dann 
Schulexperimente. Come on.
Ich weiß es nicht. Mir kommt das zu einfach vor.

> Aber du musst immer recht haben und akzeptierst nicht dass es auch noch
> eine zweite Lösung geben kann. Es darf keine Lösung neben deiner geben.

Nun es wurde mehrfach bestätigt dass die Lösung sowieso nicht eingesetzt 
werden kann und darf. Ist es dann überhaupt eine Lösung?

: Bearbeitet durch User
von Christoph E. (stoppi)


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@Oliver: Ja, das ist schon klar. Was mir nicht ganz einleuchtet ist der 
Umstand, dass bei gleicher Projektilmasse, gleicher 
Projektilgeschwindigkeit und gleicher Pendelmasse beim total 
inelastischen Stoß IMMER die gleiche Energie in Wärme und Verformung 
ungewandelt wird und dies völlig unabhängig zum Beispiel von der Härte 
des Projektils bzw. des Pendels.

Dies ist nicht wirklich einleuchtend. So gilt etwa für m_Projektil = 
0.01 * m_Pendel, dass IMMER ca. 99% (genau 99.00990099.. %) der 
kinetischen Projektilenergie in Wärme + Verformung umgewandelt wird. Es 
gilt dann also IMMER die Gleichung:

Wärme Q + Verformungsarbeit W = konstant

Sprich ist bei einem Projektil die Verformungsarbeit W kleiner, muss 
dafür die erzeugte Wärme Q größer sein. Die Summe aus beiden ist aber 
immer gleich. Und dies wäre mMn faszinierend (um Commander Spock zu 
zitieren)...

: Bearbeitet durch User
von Clemens S. (zoggl)


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Christoph E. schrieb:
> @Oliver: Ja, das ist schon klar. Was mir nicht ganz einleuchtet
> ist der
> Umstand, dass bei gleicher Projektilmasse, gleicher
> Projektilgeschwindigkeit und gleicher Pendelmasse beim total
> inelastischen Stoß IMMER die gleiche Energie in Wärme und Verformung
> ungewandelt wird und dies völlig unabhängig zum Beispiel von der Härte
> des Projektils bzw. des Pendels.

Gegenfrage: Wohin soll die Energie sonst?

Wenn nicht alle Bewegungsenergie abgebaut wird, müssen sich 
Projektil(teile) und Pendel mit unterschiedlicher Geschwindigkeit 
bewegen. (oder eben Splitter weg fliegen)

Beitrag #7873023 wurde vom Autor gelöscht.
von Oliver S. (oliverso)


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Christoph E. schrieb:
> Sprich ist bei einem Projektil die Verformungsarbeit W kleiner, muss
> dafür die erzeugte Wärme Q größer sein.

Da die verformt Materie ja nun so gut wie gar keine Energie speichert, 
endet auch die Verformungsenergie in Wärme.

Oliver

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Christoph E. schrieb:
> Und jetzt kommt es: Diese 99% sind dann unabhängig vom Projektil- bzw.
> Pendelmaterial, zum Beispiel deren Härte. Wird also ein z.B. hartes
> Projektil (ich gehe immer vom gleichen m_Projektil / m_Pendel = z.B.
> 0.01 aus) weniger verformt, so muss zwangsweise mehr Wärme erzeugt
> werden, da fix gilt: Q + W_Verformung = 0.99 * E_kin_Projektil.

Wer sagt, dass die Verformungsenergie bei einem harten Projektil
geringer ist? Die Verformung ist zwar geringer, dafür ist die dafür
erforderliche Kraft umso größer. Außerdem dringt ein hartes Projektil
tiefer in den Holzklotz ein, was in diesem wiederum eine stärkere
Verformung bewirkt.

> Je tiefer man in der Physik gräbt, desto verästelter und komplexer
> wird es. Das liebe und hasse ich an der Physik...

So ist es. Das Schöne dabei ist, das es zumindest für manche komplex
anmutende Probleme (wie auch beim ballistischen Pendel) elegante
Lösungen gibt, die die Komplexität auf nahezu null reduzieren.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Sheeva P. schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> Zudem habe ich zusammen mit einem Mitschüler das Experiment zu Hause mit
>> verschiedenen Waffen und Klotzmassen wiederholt (auch wenn ich das aus
>> heutiger Sicht nicht zur Nachahmung empfehlen würde).
>
> Hast Du das denn auch einmal mit einer .50BMG, einer .460 Wheatherby
> Magnum (okay, oder einer anderen Patrone von Wheatherby), einer MK 20 DH
> 202 (die Munition des Marder-Schützenpanzers), oder einer 35 × 228 mm
> Oerlikon Flab K-63 (das ist die Munition des
> Gepard-Flugabwehrkanonenpanzers) probiert?

Leider hat der Gepard nicht ganz in das Treppenhaus gepasst, in dem wir
das Pendel aufgehängt hatten. Als wir ihn dann vor dem Haus platzierten,
um durch ein geöffnetes Fenster auf das Pendel zu schießen, hat die
Mutter des Mitschülers ihr Veto eingelegt, weil sie sich wegen des
offenen Fensters und der niedrigen Außentemperatur Sorgen um ihre
Gesundheit gemacht hat.

: Bearbeitet durch Moderator
von Christoph E. (stoppi)


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Ich finde den Fakt verblüffend, dass die Summe aus Verformungsarbeit + 
Wärme eben unabhängig von Projektilform und -material und ebenso 
unabhängig von Pendelmaterial GLEICH bleibt, solange m_Projektil, 
m_Pendel, und v_Projektil gleich bleibt.

Das ist mMn nicht unbedingt einfach nachvollziehbar.

von Cyblord -. (cyblord)


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Yalu X. schrieb:
> hat die
> Mutter des Mitschülers ihr Veto eingelegt, weil sie sich wegen des
> offenen Fensters und der niedrigen Außentemperatur Sorgen um ihre
> Gesundheit gemacht hat.

Was sofort die Frage aufwirft, warum Wissenschaft derart kontrovers ist.

von R. L. (roland123)


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Christoph E. schrieb:
> Ich finde den Fakt verblüffend, dass die Summe aus Verformungsarbeit +
> Wärme eben unabhängig von Projektilform und -material und ebenso
> unabhängig von Pendelmaterial GLEICH bleibt, solange m_Projektil,
> m_Pendel, und v_Projektil gleich bleibt.
>
> Das ist mMn nicht unbedingt einfach nachvollziehbar.

überlege es dir andersrum. Die kinetische Energie, die abgebaut wird, 
liegt fest. Daraus ergibt sich dann die Verformung und Reibung.
Am besten nachvollziehbar ist der Fall, dass das Ziel sehr viel schwerer 
ist als das Projektil und sich nur vernachlässigbar bewegt. Dann werden 
exakt 100% der kinetischen Energie im Verformung und Reibung umgesetzt, 
egal wie das Projektil aufgebaut ist.
Ist das Ziel leichter, wird nur ein Teil der kinetischen Energie 
abgebaut, der Rest bleibt kinetische Energie. Der Anteil hängt nur vom 
Massenverhältnis ab.
wie stark das Projektil mit dieser Energie verformt wird und was sonst 
passiert, das hängt dann vom Projektil und dem Ziel ab.
(Voraussetzung ist, dass am Ende alles zusammen bleibt)

von Peter F. (toto)


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Christian M. schrieb:
> Ich bin in zwei Schützenvereinen im Ort mit dabei und es kam die Frage
> auf wie man ein Messystem zustande bekäme um die Aufprallkraft eines
> Geschoßes messen kann.

Eigentlich eine einfache Frage. Der TO möchte die Kraftwirkung wissen. 
Blöd nur, das die Kraftwirkung vom Ziel abhängig ist. Also wenn ich auf 
eine Wassermelone schieße, ist die anders, als wenn ich auf Panzerstahl 
schieße. Ein ballistische Pendel ist aber ein guter Ansatz, man kann da 
ja frei wählen wie man die Treffermateralien wählt. Der To möge einem 
doch mitteilen was er überhaupt will. (Edit)

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Über den Impuls kann ein perpetuum Mobile realisiert werden:

m x v trifft auf m/2 x v

Vorher m x v² nacher m/2 x (2v)² und siehe, die kinetische Energie hat 
sich verdoppelt.

Wenn das Geheimnis bekannt würde, würde die ganze Solar- und 
Windindustrie zusammenbrechen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Christoph E. schrieb:
> Das ist mMn nicht unbedingt einfach nachvollziehbar.

Es gibt sehr wohl einen Unterschied. Auf den kommt man später und hat 
mit der Zeit zu tun. Aus dem Grunde steckt da wieder die allgemeine 
Relativitätstheorie dahinter.

Wenn einmal der Körper aufschlägt und hängen bleibt oder eindringt mit 
einer Bremsspur im Sand, dann hat der am Faden hängende Sack die gleiche 
Geschwindigkeit am Ende des Vorganges. Aber er ist unterschiedlich weit 
gekommen in der Zeit. D.h. im ersten Fall hat er seine 
Endgeschwindigkeit vielleicht schon bei einem Grad Auslenkung erreicht 
und erreicht den Umkehrpunkt bei drei Grad in 20ms, im anderen Fall 
vielleicht erst nach zwei Grad Auslenkung und erreicht den Umkehrpunkt 
bei drei Grad in 30ms.

von Jonny O. (-geo-)


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Peter F. schrieb:
> Der TO möchte die Kraftwirkung wissen.

Ich bin mir da nicht so sicher. Es könnte sein, dass er versehentlich 
Kraft und Energie begrifflich nicht sauber getrennt hat. Vielleicht kann 
der TO es an dieser Stelle noch einmal klarstellen. :-)

von Oliver S. (oliverso)


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Jonny O. schrieb:
> Peter F. schrieb:
>> Der TO möchte die Kraftwirkung wissen.
>
> Ich bin mir da nicht so sicher. Es könnte sein, dass er versehentlich
> Kraft und Energie begrifflich nicht sauber getrennt hat. Vielleicht kann
> der TO es an dieser Stelle noch einmal klarstellen. :-)

Christian M. schrieb:
> Joule

Klar genug, würde ich sagen.

Oliver

von Jens G. (jensig)


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Oliver S. schrieb:
> Jonny O. schrieb:
>> Peter F. schrieb:
>>> Der TO möchte die Kraftwirkung wissen.
>>
>> Ich bin mir da nicht so sicher. Es könnte sein, dass er versehentlich
>> Kraft und Energie begrifflich nicht sauber getrennt hat. Vielleicht kann
>> der TO es an dieser Stelle noch einmal klarstellen. :-)
>
> Christian M. schrieb:
>> Joule
>
> Klar genug, würde ich sagen.
>
> Oliver

Gar nix klar. Er hat damit sicher nur die Anfangs-Geschossenergie 
gemeint, und nicht, dass er die Kraft in Joule haben will ...

von Keks F. (keksliebhaber)


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Joe G. schrieb:
> Voraussetzung ist der unelastische Stoß, d.h. das Geschoss muß im
> Holzblock verbleiben.

Dann ist er aber elastisch, weil der Block (und das Projektil) verformt 
wird. Im Prinzip funktioniert das nicht. Dazu bräuchte man zwei 
Festkörper, die sich nicht nur gar nicht verformen, sondern das Geschoss 
darf auch gar nicht abprallen. Heißt, die Kugel, die sich nicht 
verformt, prallt auf den sich ebenfalls nicht verformenden Körper, und 
die Kugel fällt danach aufgrund der Schwerkraft direkt senkrecht zu 
Boden.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Keks F. schrieb:
> Im Prinzip funktioniert das nicht.

Theoretisch schon, nur ist das praktisch nicht möglicht.

Versuche nicht, den Löffel zu verbiegen ...
https://m.youtube.com/watch?v=dbn9kQg5yXc

von Jens G. (jensig)


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Keks F. schrieb:
> Joe G. schrieb:
>> Voraussetzung ist der unelastische Stoß, d.h. das Geschoss muß im
>> Holzblock verbleiben.
>
> Dann ist er aber elastisch, weil der Block (und das Projektil) verformt
> wird. Im Prinzip funktioniert das nicht. Dazu bräuchte man zwei
> Festkörper, die sich nicht nur gar nicht verformen, sondern das Geschoss
> darf auch gar nicht abprallen. Heißt, die Kugel, die sich nicht
> verformt, prallt auf den sich ebenfalls nicht verformenden Körper, und
> die Kugel fällt danach aufgrund der Schwerkraft direkt senkrecht zu
> Boden.

Oje. Bleib lieber bei Deinen Keksen ...

von Keks F. (keksliebhaber)


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Jens G. schrieb:
> Oje. Bleib lieber bei Deinen Keksen ...

Immer eine gute Diskussionsgrundlage. Da merkt man, wer mehr Ahnung hat, 
oder zumindest, wer am Ende mehr haben wird, weil er besser mit Menschen 
umgehen und dadurch von anderen lernen kann. 😉

von Peter F. (toto)


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Christoph E. schrieb:
> Angenommen m_Projektil sei m_Pendel / 100, dann ist der letzte Faktor
> rund 1/100. Sprich 99% der kinetischen Energie gehen "verloren" in
> Wärme, Verformungsenergie usw.

Es ist halt komplizierter als man denkt. Mythbuster-Experiment, kann man 
ein Karussel zum drehen bringen, indem man darauf schiesst?

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