Einfluss der Tip-Masse auf Pfeilgeschwindigkeit

[Rainer_K]

hallo,
wenn wir Bögen bauen, dann versuchen wir natürlich, die Tip Masse möglcihst gering zu halten, insbesondere beim Langbogen, da zählt jedes Gramm.
Vor gerumer Zeit hatte ich mal versucht, diesen Einfluss etwas mit Zahlen zu belegen. Der Proband war ein 28lbs Recurve mit relativ schweren Holzpfeilen.Als Ergebnis kam heraus, dass ein bischen mher oder weniger Masse keine merkliche Änderung bewirkt. Obwohl die Ergebnisse erst einmal etwas zweifelhaft erschienen, hatte der leichte Recurve mit den schweren Pfeilen sicherlich einen Einfluss auf das Ergebnis.
Nun, heute habe ich das Experiment mit einem 50lbs Langbogen wiederholt und Pfeilen um die 9gn/lbs. Bleiplättchen von 10g, 20g und 30g wurde an jedes Tip fixiert. Unten im Diagramm das Ergebnis
30g an jedem Tip reduzierten die Pfeilgeschwindigkeit um nur 5%, die gleiche Reduktion wurde erreciht, wenn der Pfeil um 25gn (=1,6g) schwerer war.
Decken sich die Ergebnisse mit euren Erwartungen oder Erfahrungen?
Der Bericht als Zusammfassung ist hier http://www.bogensport-krafft.de/index.php/nuetzliches

schönen Sontag

Rainer

[Wilfrid (✝)]

Nun, das ein 5% schwerer Pfeil auch 5% langsamer ist sollte wegen der Physik klar sein. Die Geschwindigkeit ist nun mal linear abhängig von der Masse und der beschleunigenden Kraft.
Was die Wurfarmmasse und die Tipmasse angeht, hier muß man eben auch die 2 in Bezug setzen. Dazu kommt eben der Einfluß des Pfeilgewichts. Leichte bis sehr leichte Pfeile reagieren auf gewichtete Tips empfindlicher als Schwere.
Der Wirkun gsgrad des Bogens nimmt eben bei gewichteten Tips ab, und zwar um so mehr, je länger die WA sind, je leichter die WA sind und je leichter die Pfeile sind.
Nun ist ein 50#er , der mit 9 grpp 164 fps raushaut, nicht der Bogen mit dem besten Wirkungsgrad, da machen sich dann 30g nicht so bemerkbar.
Nimm mal einen mit 170 fps bei 10 grpp, da sieht die Geschichte denn bei Pfeilen mit 8 grpp schon anders aus.

[Galighenna]

Das deckt sich EXAKT mit meinem schon lange propagierten physikalischen Verständnis von dem Abläufen bei der Pfeilbeschleunigung.
Entscheident ist, das die Energie die in der Masse des Wurfarmes steckt, über die Straffung der Sehne fast vollständig an den Pfeil abgegeben wird, da sich die Geschwindigkeit des Nockpunktes in Nähe der Standhöhe gegen unendlich bewegt, wenn die Sehne nur leicht genug ist. Ich hatte das auch mal Mathematisch irgendwo hergeleitet. Vielleicht finde ich das noch mal wieder.
Mathematisch ergibt sich nämlich auf Standhöhe eine Definitionslücke und der Wert der Geschwindigkeit strebt an dieser Stelle gegen unendlich.
Deshalb ist es egal wie langsam sich die Tips zu diesem Zeitpunkt bewegen (schwer = langsam), sie übertragen IMMER ihre kinetische Energie nahezu vollständig auf den Pfeil.
Das einzige was da Energie raus zieht ist die Masse der Sehne und ihre Dehnbarkeit. Deshalb sind Bögen mit möglichst leichter aber undehnbarer Sehne auch schneller.

[Galighenna]

@wilfrid
Nicht die Geschwindigkeit ist linear zu Masse und Beschleunigung sondern die Kraft.

[Snake-Jo]

@Rainer: Der Versuchsansatz ist nicht korrekt: Das Blei muss an der Wurfarmspitze (= Tip), nicht am Wurfarm, befestigt werden.

[Wilfrid (✝)]

a=F/m v=axt -> v= F/mxt damit ist die Geschwindigkeit reziprokproportional zur Masse m, oder???
Was nun eine lineare Abhängigkeit ist.

Was das Tipgewicht angeht, je schwerer die Tips und je weiter außen, desto größer die Drehmasse der WA und desto mehr Energie steckt in diesen und desto langsamer werden die Tips.
Nur sind 30 g bei einem Bogengewicht von rund 500g ja wenig im Verhältnis. Und da sind eben die Auswirkungen auf den Wirkungsgrad auch nicht so gewaltig. Da kommts dann auch noch drauf an, ob ich einen Mölle habe, der in der Mitte biegt oder einen Flitzebogen, der quasi am Ende biegt. Also der Weg und damit die Geschwindigkeit bder Tips ist auch noch von interesse.
Hier gibts dazu noch ne Untersuchung:http://books.google.de/books?id=uI_f5SfA0ecC&pg=PA145&lpg=PA145&dq=Schildkr%C3%B6tenbogen&source=bl&ots=gE-nVLD8rR&sig=TtM2-pTUnRgtDcjW-Njp7Q04Yhs&hl=de&sa=X&ei=BejLU6-0CeLnygPJvoGwAw&ved=0CDQQ6AEwAA#v=onepage&q=Schildkr%C3%B6tenbogen&f=false

[Galighenna]

sorry wilfrid, ich hatte mich versehen.
Allerdings ist dann v = F*t/m
dennoch hast du recht, die Geschwindigkeit hängt linear mit der Masse zusammen.

*murmel* setzen, sechs!

So, jetzt nochmal von vorn:
@wilfrid
Korrekt, je schwerer die Tips, desto langsamer. Ich glaube aber nicht das man das Tip-Gewicht und das Pfeilgewicht ins Verhältnis zum Bogengewicht setzen kann, denn es ist nicht der gesamte Bogen der arbeitet. Ich würde mal sagen, je nach Bogentyp stecken allein etwa 30-50% des Gesamtgewichts allein im Griff. Besonders bei Glasbelegten ist oft der Griff besonders lang und steif. Deshalb würde ich das nicht darauf beziehen.
Insgesamt bleibts dabei: die Geschwindigkeit der Tips ist im normalen Rahmen ( normaler Bogen mit normalen Pfeilen) irrelevant aufgrund der Unendlichkeitsstelle in der Funktion die die Geschwindigkeit des Nockpuntes beschreibt. Im Endergebnis widersprechen wir uns also nicht.

[Wilfrid (✝)]

Gali, stimmt.
Es gibt ja die Untersuchungen mit gewichteten Tips. Bei nem RB macht sich das Siyah.Gewicht bei leichten Pfeilen schmerzhaft bemerkbar, beim Flitzebagen eher nicht.
Chirion hat den Eschenbogen von mir mit 46 m/s = 150,9 fps gemessen, bei ~ 9-10 grpp. Allerdings 29" Auszug.
Der Bogen hier liegt bei 28" und 10 grpp bei 164-10% (10 statt 9 grpp) auch in der Klasse. Also für einen glasbelegten hat der nen etwas schwachen Wirkungsgrad. Und Bögen mit "miesem" Wirkungsgrad kommen mit schweren Pfeilen und gewichteten Tips besser zurecht.

[Galighenna]

Ich würde es so formulieren:
Gewicht an den Tips macht den Pfeil kaum merklich langsamer, es belastet aber die Sehne stärker, durch die höheren Kräfte die in Nähe Standhöhe auftreten durch das "Abbremsen" wenn die Sehne gestreckt wird. Je schwerer die Tips, desto mehr wird sie durch die höheren Kräfte gedehnt. Das steigert natürlich auch die Verluste, aber in weitaus geringerem Maße als man denkt, und auch abhängig davon wie dehnbar die Sehne ist.
So gesehen sind schwere Tips nie sinnvoll, denn sie bringen durch die höhere Last auf der Sehne mehr Unruhe in den Bogen und verstärken den Verschleiß.

[Wilfrid (✝)]

hhhmmm
Gewichtete Tips haben nun mal unterschiedliche Auswirkungen, je nach Ausführung und Bogen. Schießt man schwere Pfeile, beruhigen sie die WA, geschickt eingesetzt , können sie Handschock vermindern, sie beeinflussen die Nockpunkthöhe, aber sie vermindern nun mal auch den Wirkungsgrad.
Je schneller der Bogen an sich wäre und je leichter de Pfeil, um so größer wird ihre Wirkung.

Das krasseste Beispiel ist ja wohl der Nydambogen mit der Eisenspitze auf dem einen Tip ...

[tommi370]

Moin,

ich gebe auch mal meinen Senf dazu, ohne Formeln, Berechnungen oder so. Nach meiner bescheidenen Erfahrung bringen leichte Tips viel weniger als hier oft gepredigt. Bei vielen präsentierten Bögen heißt es: "die Enden sind viel zu wuchtig"
Na und? Bei den letzten ca. 8 von mir gebauten Bögen habe ich die Tips aus Faulheit erst einmal breiter/dicker als nötig gelassen und die Bögen so geschossen, um zu testen, ob mir der Bogen liegt. Wenn nicht, wird der eingelagert und ich baue einen neuen oder schieße einen anderen (ich habe inzwischen mehr Bögen als ich schießen und bald auch lagern kann). Bei denen, die mir gefallen, mache ich erst dann das Finish und die Enden leichter. Ich konnte nach dem "Abspecken" bei keinem Bogen eine spürbare Verbesserung der Wurfleistung feststellen.

Wie oben schon gesagt, ohne Messwerte oder sonstige Zahlen, rein gefühlsmäßig.

Gruß
Thomas

[Wilfrid (✝)]

Nun, zu gewaltige Tips sehen eben nicht so elegant aus. "Ob Dir der Bogen liegt" kommt auch von der Tipausführung.
Da wirken dann das Schwingungsverhalten der WA mit rein, und das wird eben auch von der Masseverteilung in den WA bestimmt.

Und 30 g Blei sind auch was anderes als 30 g Holz. In Holz sind das nämlich je WA ~ 3cm³ mehr. Das sind denn schon wuchtige Keulen.

Wie sieht denn ein effektiver Bogen überhaupt aus?

Schmale WA, relativ kurz usw. Wenn der Bogen schwach ist, so 30#, hat so ein WA ein Gewicht von ~ 100-150g, da merkt man denn schon so 30g Gewicht, bei einem 45 # er sind das denn schon 250 g....

Und es ist eben ein Unterschied, ob ich 10% oder 20% mehr WA Gewicht habe ...

[Benedikt]

Toller Test!
Ich habe allerdings auch schon festgestellt, Gewicht vor den Sehnenkerben am Wurfarm ist nicht so schlimm.
Meine Brush-Nock-Robinie z.B. schießt echt flott, obwohl ich eher eine lahme Ente erwartet hätte!

Gruß
Benedikt

[Osboan]

Nun, ähnliches wurde ja auch schon in der TBB gemessen und die kamen auch darauf, dass es zwar natürlich was ausmacht, wie leicht die Tips sind, aber dass die Sehnenmasse und Pfeilmasse viel mehr zur Geschwindigkeit beiträgt. Und 5 Prozent sind ja immerhin 5 Prozent, oder nicht?

[Wilfrid (✝)]

naja, und dann natürlich 5% von 200 fps sind eben 10 fps und von 100 eben nur 5 ..
Wobei nach TBB eben der Wirkungsgrad bei höheren Wirkungsgraden mehr leidet als bei niedrigen.Also n lahme Krücke wird nicht lahmer, ne superschneller Bogen wird gefühlt ne lahme Krücke