Ph 11

Ausblick

Geschwindigkeitsmessung

nach CVK Mechanik


Geschwindigkeitsmessung mit dem Handlog

Das Handlog ist in Verbindung mit einer Sanduhr ein sehr altes Hilfsmittel um die Geschwindigkeit von Schiffen zu bestimmen (siehe Bild).

Das Handlog bestand aus einem mit Blei beschwerten Brett, an dem die Logleine befestigt war. Das Brett wurde vom Schiffsheck aus ins Wasser geworfen. Wegen des großen Reibungswiderstands blieb es praktisch an der gleichen Stelle im Wasser.

Je schneller das Schiff fuhr, desto schneller rollte die Logleine ab. In der Leine befanden sich Knoten, die gezählt wurden, solange die Loguhr (eine Sanduhr für genau 15 s) lief. Die Anzahl der Knoten war ein Maß für die Geschwindigkeit.


Geschwindigkeitsmessung mit dem Staurohr

Die Geschwindigkeit von Flugzeugen kann man mit einem Staurohr messen.
Man nutzt aus, dass sich die Luft in einem Rohr staut, das in Fahrtrichtung gehalten wird und hinten geschlossen ist. Im Rohr herrscht dann ein höherer Druck als außen:
Zum äußeren Luftdruck (dem "statischen Druck") kommt noch der Staudruck hinzu. Mit steigender Geschwindigkeit wächst der Staudruck an.
Mit einer Druckdose kann man leicht den (Gesamt-) Druck im Rohr messen; er setzt sich aus Staudruck und statischem Druck zusammen.
Der statische Druck ist aber von der Flughöhe abhängig. Man muss daher den Gesamtdruck im Staurohr mit dem statischen Druck vergleichen. Dazu bringt man die Druckdose in eine Kammer, von der eine Leitung nach außen führt (siehe Bild). Somit herrscht in der Kammer der äußere Luftdruck.


Geschwindigkeitsmessung mit dem Tachometer

Bei herkömmlichen Fahrradtachometern (siehe Bild) wird die Drehbewegung des Rades über eine Welle auf einen kleinen scheibenförmigen Magneten übertragen. Der Magnet befindet sich in einer Trommel aus Aluminium, die durch eine Spiralfeder gehalten wird.
Die Aluminiumtrommel stellt einen Leiter dar. Durch die Drehbewegung des Magneten wird in der Trommel ein Induktionsstrom hervorgerufen, der wiederum ein Magnetfeld erzeugt (siehe Bild unten). Dadurch wirkt eine Kraft auf die Trommel: Der Scheibenmagnet versucht die Trommel mitzudrehen – gegen die rücktreibende Wirkung der Feder.
Je schneller sich der Magnet dreht, desto größer ist die Kraft auf die Trommel und desto mehr wird die Feder gespannt. Die Anzeigenadel des Tachos ist mit der Trommel verbunden und zeigt an, wie stark die Trommel gedreht wird.

Aufgaben
1. Den einzelnen Messverfahren liegt die Bestimmung unterschiedlicher physikalischer Größen zugrunde. Nennen Sie jeweils diese Größe.
2. Wie würde man vorgehen, wenn man für den Tachometer und für das Staurohr mit Druckdose eine Geschwindigkeitsskala anfertigen will?

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