Schußpräzision historischer Armbrusten

[Pictor Lucis]

Ich gebe jetzt zu, das ich noch nie mit ner richtigen AB geschossen habe, hat sie denn einen so starken Rückstoss?

zum Bild: kommt sehr darauf an, wie der getroffene Körper(Panzer)teil nachgibt.

Mach doch mal 2 Winkel von 10 - 20cm hinten an eine Stamitscheibe und schiess drauf

[Theudebald]

Diese aber auch die doppelt so starke andere Armbrust hat kaum einen spürbaren Rückschlag.

Stell Dir ein Pendel mit den Eimer dran vor.
Wenn der Eimer aus 1 Meter höherer Position
auf den Reiter zupendelt - ich würde da absteigen.

Mach doch mal 2 Winkel von 10 - 20cm hinten an eine Stamitscheibe und schiess drauf

nicht verstanden !

[Pictor Lucis]

Eine Stramitscheibe wiegt auch so ca 80 kg. wenn sie sich nach dem Aufprall des Bolzens bewegt, wird sich auch ein Ritter bewegen.
vielliecht sind 10 cm auf der Rückseite zuviel, an einem windstillen Tag kannst du Sie auch alleine hinstellen.

[Wurzelpeter]

Original geschrieben von Pictor Lucis

Moment, bei einem Wirkungsgrad von 100% mag das stimmen. Bei kleinerem wirkungsgrad als 50% reisst die Sehne die AB nach vorne.

Leg sie doch mal auf einen Schlitten und betätige den abzug über eine umlenkrolle von der Seite oder unten(oben)

Nee, stimmt so nicht. Nimm mal eine theoretische Armbrust und löse einen leeren Schuss (die praktische würde davon nicht so begeistert sein). Die AB mit Sehne, Bogen und allem, was dazugehört ist für sich ein abgeschlossenes System. Mach mit dem, was du willst - es wird sich niemals von selber aus der Ruhelage bringen.
Während die Sehne nach vorn beschleuigt, zieht sie ja den Rest etwas nach hinten (=Rückstoß). Diese Bewegung wird kompensiert, sobald die Sehne wieder abgebremst wird.

@Rutzi
Ich hab hier im Tafelwerk eine Formel, die die "Verringerung der kinetischen Energie" beschreibt. Die wird schuld sein, dass Energie- und Impulserhaltung hier scheinbar andere Ergebnisse bringen.

@Theudebald
Schönes Pferd hast du gemalt!
Aber deine Skizze entspricht dem Ansatz mit der Energieerhaltung. Für die Stärke des Stoßes ist letztlich der Impuls verantwortlich. Und da geht die Geschwindigkeit nicht quadratisch ein (p = m*v).

Kompliziertes Thema. - Einfache Nachtruhe! ;-)

Steffen

[Theudebald]

@Wurzelpeter

Die AB mit Sehne, Bogen und allem, was dazugehört ist für sich ein abgeschlossenes System.

Das kann ich bestätigen.

Aber sagen wir mal am Reiter kommen noch 100Joule an.
Dann entspricht doch das - Energieverlust ausgeschlossen -einem 10 Liter Eimer welcher an einem Pendel aus 1 Meter höherem Niveau auf den
Reiter zupendelt .
Da könnte ich mir schon vorstellen , daß er aus dem Gleichgewicht kommt und "absteigt"vor allem wenn er nicht auf diesen Schlag gefasst war.

Gruß Theudebald

[Wurzelpeter]

Nein, nein und nochmals nein!

Du klebst immernoch an der Energie fest. Die funktioniert in diesem Fall einfach mal nicht.

Stell dir mal zwei Tennisspieler vor. Der eine schlägt beliebig stark auf den Ball. Der andere bräuchte dieselbe Kraft, um den Ball wieder abzustoppen. In userem Beispiel wir der Bolzen halt nicht durch den Schläger, sondern die Armbrust beschleunigt. Der Rückstoß bleibt letztendlich gleich.

Oder noch ein Versuch: Ich kenn die Mündungsenergie eines Gewehrs nicht, aber lass es 1000 Joule sein. So ein Geschoss trifft jetzt auf jemanden mit kugelsicherer Weste. Würde der Schlag dem Stoß einer halbvollen Badewanne entsprechen? Eher nicht, oder? Sonst müsste die Person ja mehrere Meter wegfliegen...

Wie gesagt, du musst hier mit Impulsen und nicht den Energien rechnen. Dann klappt's auch.
Oki, ich hoffe, das hat überzeugt.

Schönes WE noch!

Steffen

[Theudebald]

@wurzel
also ausser einer Verletzung wird nur der Impuls des Bolzens ,errechnet aus m*v an das Ziel weitergegeben -war mir nicht klar.

Das ist aber irgendwie nicht messbar(vorstellbar) oder welchebegreifbare Einheit hat der Impuls?

Was passiert mit der kinetischen Energie -welche der Bolzen vor dem Aufprall ja noch enthält-wenn sie nicht durch Verformungsarbeit,Wärme verbraucht wird ?

der weiterbohrende ,den Physikstudenten nervende Alte

[schiefa]

Also die Einheit des Impulses ist kg*m/s oder N*s (Impuls ist auch Kraft mal der Zeit die die Kraft wirkt, vielleicht kannst du dir damit mehr vorstellen).
Der Impuls deines 40g Bolzens mit 67m/s (hat er nie, eher unter 50m/s)beträgt 2,7Ns. Wenn dich jemand eine Sekunde mit 2,7N drückt haut dich das nicht vom Pferd.
Die kin. Energie (Kraft x Weg) von 90J (vermute etwa die Hälfte = 50% Wirkungsgrad) = 90Nm reicht aber aus um den Bolzen mit 450N durch 20cm Körpergewebe zu drücken - und das ist sicher nicht gesund. :-)
Natülich gilt nicht nur die Impulserhaltung sondern auch die Energierhaltung in jedem abgeschlossenen System. Die Energiebilanz lautet:

kin.Energie des Bolzens vor Aufprall =
kin. Energie von von Reiter mit Rüstung und Bolzen nachher + Verformungsenergie in Rüstung und Körper (letztendlich Wärme)

mB*vB^2/2 = (mR + mR+ mB)* v2^2/2 + Everf

Dass Dumme ist nur, dass ich hier eine Gleichung mit zwei Unbekannten habe (v2 und Everf).

Die Impulsbilanz (von Wurzelpeter richtig aufgestellt) hat nur eine Unbekannte, nämlich v2 un lässt sich sofort lösen.
Da die kin. Energie des Reiters nacher so gering ist, sieht man dass praktisch die ganze Energie in die Verformung geht.

Zum Beschusstest im Link: Von einer 416kg-Armbrust eine Bolzen mit lächerlichen 41g zu schießen, macht nur jemand der die Rüstung nicht durchschlagen will (Aus Marketinggründen verständlich :-) ).
Die meiste Energie bleibt in Bogen und Sehne und ca. 20% im Bolzen
Mit einem realistischen Bolzen mit 150g
http://www.h-b-g.de/seiten/Armbrust/Beschusstest/beschuss.htm
hätte der Bolzen schon bessere Chancen
(schätze 2-3 fache Durchschlagsdicke)

Gruß
Andreas

[Wurzelpeter]

Super Erklärung! - Finde ich zumindest. ;-)
Da kann ich wirklich nichts ergänzen.

@newton: Du bist nicht zufällig Physiklehrer?!
So, dann macht bitte noch, dass morgen gutes Wetter wird.

Bis denn

Steffen

[Theudebald]

@newton

Das klingt alles recht plausibel-danke.

Wäre der Bolzen eine kleine Stahlkugel und der Ritter eine sehr große-und keine Energie ginge durch Wärme,Verformung etc.verloren so würde
der Ritter wegen der großen Masse nur einen ganz kleinen Weg machen.

das Paradoxon (vielleicht auch nur in meinem Kopf)ist immer noch das Pendel mit dem 10 Liter Eimer:

Frage :hat der Eimer nachdem er aus 1 Meter höherer Position gegen den Ritter pendelt
die Energie von 10kpm bzw.100 Joule in sich ?
Dann meine Ich -würde der Eimer mich aus dem Sattel schubsen.
Das kann ich mir jedenfalls vorstellen.

Zum Beschusstest im Link: Von einer 416kg-Armbrust eine Bolzen mit lächerlichen 41g zu schießen, macht nur jemand der die Rüstung nicht durchschlagen will (Aus Marketinggründen verständlich

Genau dasselbe hab ich mir auch gedacht.
Diese Megaarmbrust (wo sieht man die ?)könnte
viel schwerere ,stabilere Bolzen auf Fahrt bringen und muß bei 40 gramm-Bolzen zwangsläufig kaputt gehen weil die Energie in der Verankerung bleibt.

Gruß Theudebald

[Wurzelpeter]

Guten Morgen! :-)

Dein Eimer fällt aus einem Meter Höhe herab. Die Energie kennen wir bereits. Seine Geschwindigkeit liegt demnach Guten Morgen! :-)

Dein Eimer fällt aus einem Meter Höhe herab. Die Energie ist dann m*g*h = 98,1 Joule. Oki, wir wollten 90 Joule haben - also lassen wir den 10-Liter-Eimer mal nur aus 92 cm fallen. Die Energie wird in eine Geschwindigkeit von 4,24m/s (15km/h) umgesetzt. Das macht dann einen Impuls von über 40Ns. Von dem lässt man sich freiwillig vom Pferd holen. Die 2,7Ns des Bolzens wirken im Vergleich dazu ziemlich mickrig.

Letztendlich kann dich nicht die Energie als solche bewegen. Sie muss schon in Form eines Stoßes kommen, und das ist dann wieder der Impuls (oder halt eine Beschleunigungskraft, die eine bestimmte Zeit lang wirkt).
Oki, ich fahr denn mal Flugzeuge gucken --> ILA.

Steffen

[schiefa]

Original geschrieben von Wurzelpeter

@newton: Du bist nicht zufällig Physiklehrer?!

Leider nein, soviel Freizeit hab ich leider nicht :-( - bin Diplomphysiker.

Danke für das Lob, im Bogenbauforum wäre ich für die Formel wieder mal "verbal gelyncht" worden.
Deine Erklärungen waren auch sehr anschaulich.

@Theudebald: Dein Beispiel mit den Stahlkugel ohne Verformung ist ein elastischer Stoß.
Der Bolzen würde von der Rüstung abprallen und fast seine gesamte Energie wieder mitnehmen.
Da die Geschwindigkeit nach dem Abprall ca. wieder vBolzen ist, aber genau entgegengesetzt,
hat er den doppelten Impuls an den Reiter übertagen (mB*vB-mB*(-vB) = 2xmBvB).
Die kin. Energie des Reiters ist nach dem Treffer sogar 4x so groß (v^2) aber immer nmoch sehr gering.

Andreas

[Karl-Heinz]

@ Newton

Danke für das Lob, im Bogenbauforum wäre ich für die Formel wieder mal "verbal gelyncht" worden.

Das hast Du auch oft genug verdient,
aber manchmal bist Du doch, wenn ich so was lese

Dann kommt noch dazu, das die Aufprallenergie nicht komplett in Beschleunigung des Ziels übertragen wird (Verformung der Rüstung, Polsterung, ein Teil davon wirkt ja auf den Bolzen selber(laut Actio = reactio 50%))

Daher werden wohl eher nur 45 Joule aufs Ziel übertragen.

doch zu was zu gebrauchen .

Gruß
K-H

[Theudebald]

@newton

Der Bolzen würde von der Rüstung abprallen und fast seine gesamte Energie wieder mitnehmen.

das leuchtet mir ein.

Künftig werde ich alle physikalischen Gesetze
ausser Acht lassen und nur noch die tatsächliche Wirkung "gemessen in Eindringtiefe z.B.am toten Wild"als Maß für die Leistung meiner Armbrust verwenden.

Gruß Theudebald

[LaCroix]

@K-H

Wieso? das stimmt doch.

Wenn 2 körper aufeinanderprallen wirkt 50% der energie gegen jeden der beiden Körper.

(P.S Das ist der grund, warum pfeile manchmal in der scheibe abbrechen...)