Pfeilaufschlagskraft

[intuitiv03]

Hallo,
Hätte da mal eine Frage, wie könnte ich die Aufschlagskraft eines Pfeiles berechenen. Die Entfernung wird dabei aber nicht mit eingezogen.Ich hoffe das weiß hier jemand. Mich würde das nähmlich interressieren.

Danke für die Antworten!

[corto]

hi,

sollte das nicht die z.b. im Stu-Miller Spine Calculator angegebene Kinetische Energie sein? schau dir den mal an..

gruß corto

[shortRec]

Ist im wesentlichen eine Berechnung des Impulses. Siehe Wiki: Impuls

Die Ekin gilt solange der Pfeil unterwegs ist.

[Wilfrid (✝)]

Wat is die "Aufschlagskraft"?

[Nightmask]

jene kraft, mit der ein bewegtes Objekt (in dem Fall der Pfeil) auf ein anderes, ruhendes Objekt (Das Teil auf das gerade geschossen wurde) auf trifft. Wird meist mit einer Gewichtseinheit/Fläche (bei kleineren Objekten) angegeben.
Kurz: es is Druck, der auf eine Fläche ausgeübt wird.

[Galighenna]

Wenn man berechnen will, wie viel Kraft ein Pfeil auf seine Auftreff-Fläche ausübt, muss man eine ganze Menge Daten wissen. Eins davon kann man nur sehr schwer messen.

Zuerst muss man die Masse des Pfeiles kennen. Als Zweites seine Geschwindigkeit im Moment des Aufschlages. Damit kann man die Gesamtenergie berechnen die da umgesetzt wird.
Wenn man dann noch messen könnte, in welcher Zeit der Pfeil von seiner Aufschlagsgeschwindigkeit auf 0 gebremst wird, dann könnte man die Beschleunigung errechnen die der Pfeil beim Aufschlag erfährt, und dann über das Pfeilgewicht und die Aufschlag-Fläche die Kraft in N/m² oder das Gewicht in kg/m² bestimmen.

Da man das aber nicht mal eben einfach so messen kann, lässt sich das nicht wirklich bestimmen. Da kann man wirklich nur z.B. mit einer Druck-Messplatte eine Messung durchführen. Das hat aber bisher glaube ich noch kaum jemand gemacht.

Man könnte noch über die Eindringtiefe eines stumpfen gleichförmig flachen Pfeils ausrechnen wie große die Beschleunigung ist. Hat bisher auch noch niemand gemacht...
Wenn man eine Pfeilspitze betrachtet, denke ich aber, das der Druck, der dort wirkt durchaus im Bereich von einigen hundert Kilogramm, evtl sogar weit über 1 Tonne pro Quadratzentimeter liegt. Natürlich nur im allerersten Moment des Einschlags, da in dem Moment die Berührungsfläche der Spitze noch sehr klein ist.

[Bogenede]

Nur zum Vergleich.
Mir ist da was in Erinnerung dass eine Kugel vom Kaliber 45 ACP ( D = 0,45 Zoll, Gewicht 15 g ) im Unterschallbereich, Anfangsgeschwindigkeit 250m/s, geschossen auf 20 m mit 3 Tonnen, bezogen auf die Fläche des Geschosses, auftrifft. Ich weiss allerdings nicht mehr wo das her war.

Die Angabe von event. über einer Tonne ist durchaus plausibel.

Bogenede

[Squid (✝)]

"Aufschlagskraft" kann man auf drei Wegen "darstellen". Es wäre schön, solche Begriffe zunächst zu definieren.

1. Kinetische Energie oder Masse mal Geschwindigkeit² durch zwei.
Da kann man dann sehr theoretische Werte ermitteln, die praktisch aber wenig aussagen.
- Langbogenpfeil: 40 - 120 J
- Compounder: 160+ J
- Pistolenkugel: 450 J
- Gewehr: 1500 - 4000 J
- Faust: 18 - 100 J (Bruce Lee)
- 1 kg Hammer: 110 - 200 J
- PKW (1 t, 50 km/h): ~ 95000 J

Problem: Alle Objekte reagieren beim Aufschlag irgendwie anders.

2. Durch den Impuls = Masse mal Geschwindigkeit
Problem hier: Es gibt noch mehr Faktoren die zu beachten sind. Z. B. die Masse des Ziels und ob es ein elastischer oder ein plastischer Impuls ist. Bei ersterem bleibt der Impuls erhalten, wird aber auf den anderen Körper übertragen. Wie bei diesen Kugelspielen für den Schreibtisch
Bei letzterem wird etwas Energie umgewandelt, ein Teil des Impulses bleibt aber erhalten. Beispiel: "Aufs Maul" (sorry, aber es passt so gut): Der Kopf fliegt zwar n Stück zurück, aber die Nase ist trotzdem gebrochen...
Auch hier kann man wieder viel Rechnen und hat dann Werte in Huiiii... ähm Hy (Huygens) die auch nicht so richtig bildhaft sind.

3. Durch Vergleiche. Sowas finde ich ja immer sehr aussagekräftig, wenn es um derartige Fragen geht.
Ich habe kürzlich gelesen, dass der Aufprall eines Pfeils auf einer Plattenrüstung sich ähnlich anfühlen würde, wie ein Hammerschlag. (Quelle: Irgendson Chronist aus dem 100jährigen Krieg). Schön, dass das auch mit den Energiewerten korrespondiert...

[corto]

ehm, die energie in kj die ein pfeil mit gewicht x bei geschwindigkeit y ins ziel bringt - wo seht ihr da mehr faktoren?

wir gehen mal von nem ungebremsten pfeil aus, also kurze distanz oder weltraum-ritter

[Mandos]

Die kinetische Energie und der Impuls, die der Pfeil vor dem Auftreffen hat, hängen übrigens direkt über E=p^2/(2m) zusammen (im nicht-relativistischen Fall).

@corto
Es wurde halt nach "Aufschlagskraft" gefragt. Die Kraft ist die zeitliche Ableitung des Impulses. Man müsste also, wie @galli schon gesagt hat, den Impuls wissen, die der Pfeil vor dem Auftreffen hat (durch die anfängliche Geschwindigkeit recht genau abzuschätzen), den Impuls, den das System Pfeil-Auftreffkörper nach dem Aufprall hat (geht gegen Null) und die Zeit, in der das ganze passiert ist (nicht wirklich zu messen mit Haushaltsgegenständen ).
Das geht nur mit irgendwelchen Mikrosensoren...
Das ist aber dasgleiche, wie @galli oben auf leicht andere Weise geschrieben hat... (und dazu noch deutlicher).

An sich ist nur die kinetische Energie und die Fläche interessant. Damit lässt sich die "Kraft" abschätzen.

[Galighenna]

da gibts keine weiteren Faktoren...
Das Gewicht bestimmt über die Geschwindigkeit die Energie.

Da hier aber nach Kräften gefragt wurde, wird die Sache etwas komplizierter denn Kräfte sind die Ableitungen der Energie nach der Zeit oder nach der Strecke.
Und schon haben wir einen weiteren Faktor hinzubekommen, nämlich die Zeit. Und eben diese ist beim Aufprall des Pfeiles sehr schwer zu messen, so das man die Beschleunigung nicht genau bestimmen kann.

[ullrson]

Die Frage nach der Kraft ist wenig sinnvoll.

Der Pfeil wird (stark vereinfachte Annahme) mit einer Kraft (z.B. 50lbs) über einen Weg von ca 20Zoll (28"Auszug-8" Standhöhe) beschleunigt. Kraft mal Weg ist Arbeit = kin. Energie = Masse * Intergral über Geschwindigkeitsänderung (1/2mv²).

Beim Bremsen findet das selbe umgekehrt statt. Ohne Angabe des Bremswegs ist keine Kraftangabe möglich! Oder: Harte Spitze auf hartes Ziel = kein Bremsweg = unendliche Kraft = gesplitterter Pfeil .

Grüße ullrson

[intuitiv03]

Also ich möchte wissen mit wie viel kilogramm der Pfeil aufschlägt und das ohne Berücksichtigung der Entfernung. Wenn der Pfeil auf sagen wir einmal auf eine Stahlplatte auftrifft, wo dann die ganze kraft auf einmal abgebrenmst werden würde.
Außerdem möchte ich wissen ob hier mal jemand vielleicht auf eine Druckplatte geschossen hat.

[Wilfrid (✝)]

Lol
Intuitiv, Deine Frage kann Dir niemand so beantworten , wie Du sie gemeint hast.
Der Pfeil schlägt mit im allgemeinen so ~ 0.020-0,050 kg auf.das ist sein Gewicht oder seine Masse.
Und seine Geschwindigkeit ist so ~ zwischen 30 m/s bis 100m/s (90-300 fps)
Während eine Bleikugel die Platte unelastisch trifft und all ihre Energie bzw den Ganzen impuls an das System Platte Bleikugel abgibt, prallt ein Pfeil zurück und nimmt Energie wieder mit.

Sagen wir mal, er bliebe stecken. und vergessen wir mal die "Kleinigkeiten"

Ein mittlerer modernen Pfeil auf einem mittleren Bogen:

0,025 g 50m/S gibt ne Enerie von ~ 0, 0125*25²= 625+0,0125= 7,81N/m . Ein Vorschlaghammer von 5 kg würde für die gleiche Wirkung mit 1,25m/S einschlagen

[Galighenna]

Also ich möchte wissen mit wie viel kilogramm der Pfeil aufschlägt und das ohne Berücksichtigung der Entfernung. Wenn der Pfeil auf sagen wir einmal auf eine Stahlplatte auftrifft, wo dann die ganze kraft auf einmal abgebrenmst werden würde.
Außerdem möchte ich wissen ob hier mal jemand vielleicht auf eine Druckplatte geschossen hat.

Wenn man berechnen will, wie viel Kraft ein Pfeil auf seine Auftreff-Fläche ausübt, muss man eine ganze Menge Daten wissen. Eins davon kann man nur sehr schwer messen.

Zuerst muss man die Masse des Pfeiles kennen. Als Zweites seine Geschwindigkeit im Moment des Aufschlages. Damit kann man die Gesamtenergie berechnen die da umgesetzt wird.
Wenn man dann noch messen könnte, in welcher Zeit der Pfeil von seiner Aufschlagsgeschwindigkeit auf 0 gebremst wird, dann könnte man die Beschleunigung errechnen die der Pfeil beim Aufschlag erfährt, und dann über das Pfeilgewicht und die Aufschlag-Fläche die Kraft in N/m² oder das Gewicht in kg/m² bestimmen.

Da man das aber nicht mal eben einfach so messen kann, lässt sich das nicht wirklich bestimmen. Da kann man wirklich nur z.B. mit einer Druck-Messplatte eine Messung durchführen. Das hat aber bisher glaube ich noch kaum jemand gemacht.

Man könnte noch über die Eindringtiefe eines stumpfen gleichförmig flachen Pfeils ausrechnen wie große die Beschleunigung ist. Hat bisher auch noch niemand gemacht...
Wenn man eine Pfeilspitze betrachtet, denke ich aber, das der Druck, der dort wirkt durchaus im Bereich von einigen hundert Kilogramm, evtl sogar weit über 1 Tonne pro Quadratzentimeter liegt. Natürlich nur im allerersten Moment des Einschlags, da in dem Moment die Berührungsfläche der Spitze noch sehr klein ist.

Die Antworten bitte lesen... Danke