Gespeicherte Energie Bogen - Physik

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rattanmanaumax
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Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von rattanmanaumax » 16.10.2017, 20:34

Hallo

für alle neuen und vielleicht ein paar älteren BogenbauerInnen etwas Physik und Mathematik zum nachrechnen.

Wens interessiert!?

Vielleicht gibt es noch den einen oder anderen Punkt den ich übersehen habe.

LG, r
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killerkarpfen
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von killerkarpfen » 16.10.2017, 21:55

Das sind aber top Flugweiten die da für einen 40g Pfeil errechnet wurden. Gilt das im luftleeren Raum? ;D

Meine Holzpfeile wiegen 26 - 32g und mit denen kam ich mit 60# etwa 180m weit.
Das nennt man dann Theorie und Praxis ;D
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Heidjer
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von Heidjer » 16.10.2017, 22:24

Klar, das ist nur Grundlagenphysik und mit den Werten nur Theorie. ;D

Die Auszugskurven sind dagegen typisch und passen so zu einen Langbogen; einen Recurvebogen (oder R/D-Bogen) und zu einen Selfbogen mit etwas Stringfollow.
Wenn alle Bögen bei 10gpp dagegen einen Wirkungsgrad von 80% haben sollen , spricht das aber für große Qualitätsunterschiede bei den Bögen. ;)


Gruß Dirk
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rattanmanaumax
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von rattanmanaumax » 16.10.2017, 22:35

ja, alles rein theoretisch ;)

killerkarpfen meint: holzpfeile 26 - 32g / 60# etwa 180m

sind 80% wirkungsgrad zu optimistisch?

die masse der wurfarme, sehnenmasse, dehnung der sehne usw. spielen ja schließlich auch noch eine rolle.

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Heidjer
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von Heidjer » 16.10.2017, 22:56

Sagen wir mal, für einen Langbogen in etwa realistisch, für den Recurve zu wenig und für einen Selfbogen mit Stringfollow zuviel. Darum schrieb ich ja, die Qualität der Bögen muß bei diesen Werten stark unterschiedlich sein. ;)

Auch nur rein Theoretisch und aus dem Bauch raus, Langbogen in der 200 €, Recurve in der 40 - 60 € und Selfbogen in der +600 € Klasse. ::)


Gruß Dirk
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von killerkarpfen » 16.10.2017, 23:11

:'( Heisst das jetzt mein Bogen ist nichts Wert ? :'(
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Heidjer
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von Heidjer » 16.10.2017, 23:38

Versteigere ihn, dann erfährst Du, was er zumindest einem Wert ist. ::)

Was ich vor allem dazu meinte, es sind typische (idealisierte) Auszugskurven von verschiedenen Bogentypen und was erfährt man, wenn man Äpfel, Birnen und Bananen vergleicht?
Hilft es einen Bananenfreund zu Wissen das Äpfel mehr Säure enthalten und Birnen süsser sein können?


Gruß Dirk
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von rattanmanaumax » 17.10.2017, 09:04

Hallo Dirk,

was meinst du genau? Sicher, es handelt sich um verschiedene Bogentypen. Die Werte sind auch frei von mir erfunden. Annahme: Alle drei Bögen haben gleiches Zuggewicht bei gleicher Auszugslänge.

Erste Kurve könnte ein Langbogen sein (lineares Verhalten)
Zweite Kurve: Recurvebogen (am Ende weniger Kraftzuwachs)
Dritte Kurve: Selfbogen mit etwas Stringfollow (stacking)

Weshalb können die Verluste durch Reibung usw. nicht bei allen gleich sein unter der Annahme, dass die Massenverteilung bei allen Bögen annähernd gleich ist?

Sieht man sich die Pfeilgeschwindigkeiten der drei Bögen an sind die Werte doch gar nicht so unrealistisch.
Bogen1: v=186 fps
Bogen2: v=204 fps
Bogen3: v=166 fps

Die 200 fps Marke ist also nur mit einem guten Recurvbogen möglich. Physikalisch gesehen kann der Wert mit einem Selfbogen nicht erreicht werden.

Wohingegen die Flugweiten eher rein theoretischer Natur zu verstehen sind. Welche Abstriche hier dazukommen ist noch eine unbekannte Variable.

Nehmen wir Killerkarpfes Werte: 26 - 32g und 60# etwa 180m

Wenn man zu den errechneten Werten die Hälfte abzieht kommt man ungefähr hin.

Bogen1: x=320/2=160m
Bogen2: x=388/2=194m
Bogen3: x=256/2=128m

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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von Ragnar_AT » 17.10.2017, 09:28

Wohingegen die Flugweiten eher rein theoretischer Natur zu verstehen sind. Welche Abstriche hier dazukommen ist noch eine unbekannte Variable.


Die unbekannte Variable ist die Außenballistik.
Der Pfeil ist ja keine luftwiderstandsfreie Punktmasse.
Abgesehen vom cw-Wert spielen auch die Lage des Schwerpunkts und Druckpunktes eine Rolle.
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von fatz » 17.10.2017, 09:35

Vielleicht waere es sinnvoll die beiden Themen "Energie im Bogen" und "wie weit fliegt ein Pfeil" von einander zu trennen. Dazu braucht's dann halt leider einen Chroni, sonst sind die errechneten Pfeilgeschwindigkeiten nicht nachpruefbar. Allerdings taugt die Schussweite dazu auch nur bedingt, weil da, wie schon erwaehnt, die Aerodynamik stark mit reinspielt.
Haben ist besser als brauchen.

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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von Ragnar_AT » 17.10.2017, 10:02

Ganz trennen läßt sich das nicht, ein Bogen gibt ja nicht 100% aufgewendeten Leistung (Energie) an den Pfeil ab.
Die Pfeilgeschwindigkeit direkt nach dem Bogen wäre da m.M.n. ein besseres Kriterium.
Und um die Sache zu verkomplizieren, hängt die abgegebene Energie häufig auch noch vom Pfeilgewicht ab ...
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von killerkarpfen » 17.10.2017, 10:22

Also im Chroni messe ich auch 165 fps.
Ich vermute den Fehler in der Bremswirkung vom Luftwiderstand, hast Du den berücksichtigt. Der Pfeil wird gebremst und verliert massiv an Geschwindigkeit und Energie. Mir scheint die theoretischen Werte könnten bei gleichbleibender Geschwindigkeit zutreffen. Rechnen kann ich das nicht.
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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von rattanmanaumax » 17.10.2017, 10:38

Gespeichert Energie – Geschwindigkeit – Flugweite hängen zusammen.

Die Geschwindigkeit des Pfeiles hängt natürlich von der Masse des Pfeiles ab. Sieht man ja auch in der Rechnung. Ich bin von einem Pfeilgewicht 10 grain pro Pfund Zuggewicht ausgegangen (gpp).

Der Luftwiderstand bzw. „Energieverlust“ durch Eigenrotation im Pfeil usw. sind eben die entscheidenden Faktoren für die Flugweite. Anscheinend ist ein Faktor 0,5 (DaumenmalPi) ein guter Wert!

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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von fatz » 17.10.2017, 10:56

rattanmanaumax hat geschrieben:Gespeichert Energie – Geschwindigkeit – Flugweite hängen zusammen.

Im Prinzip ja, aber im Detail wird's da leider etwas kompliziert und das Fass mit der Theorie der Ballistik mach ich nimmer auf. Einmal reicht. Ich hab jedenfalls schon langsame, schwere Pfeile weiter fliegen sehen als leichte, schnelle. Aus dem gleichen Bogen....

Bleibt nur die Pfeilgeschwindigkeit gleich nach dem Bogen, also der Chroni. Da sieht man dann schoen, wieviel Energie wirklich im Pfeil geladet ist, sprich wie gut der Wirkungsgrad des Bogens ist.
Haben ist besser als brauchen.

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Re: Gespeicherte Energie Bogen - Physik

Beitrag von Ragnar_AT » 17.10.2017, 10:58

Die Geschwindigkeit des Pfeiles hängt natürlich von der Masse des Pfeiles ab. Sieht man ja auch in der Rechnung.

Als erste Näherung, ja.
Erfahrungsgemäß hängt die Energieabgabe des Bogens auch vom Pfeilgewicht ab.
Wenn du mit Gewicht runtergehst (z.B. bis auf theoretische 100 grain), wird die Pfeilgeschwindigkeit nicht linear steigen.

Der Luftwiderstand bzw. „Energieverlust“ durch Eigenrotation im Pfeil usw. sind eben die entscheidenden Faktoren für die Flugweite. Anscheinend ist ein Faktor 0,5 (DaumenmalPi) ein guter Wert!


Die Schwerpunktlage (auf neu-deutsch "FOC") spielt auch eine große Rolle.
Je größer der FOC (Schwerpunkt nach vorn) desto kürzer der Flug, aber auch desto stabiler.
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