Hvilken form har minst luftmotstand?

[Rata101]

Vil ikke den optimale aerodynamiske formen på et objekt være variabel i forhold til hvilken hastighet den beveger seg i.

[M98kF1]

Det vil den. Særlig når man krysser "grenser" (underlyds til overlydsfart, fra deplassement- til planende skrog (for skip), kavitasjon (i medier med kokepungt) eller fra laminær til turbulent strømning.)

[ATWindsor]

Dette gjør at dagens biler ikke kun blir utformet for lav luftmotstand, men også for minimalt løft. De bilene som har størst negativt løft presses faktisk mot underlaget når det går fort. Formel 1-biler kan kjøres trygt oppned i taket i hastigheter over 200 km/t. De har en cw-verdi på rundt 0,5 som er svært høyt, men så har de heller ikke noe særlig frontareal å snakke om, så med 700 hester å skyve fra med så går det lett 350 km/t på lengste rettstrekkene (som likevel er svært mye kortere enn der Bugatti Veyron såvidt klarer å presse seg over 350 km/t) og F1-bilene tar vanligvis svingene i hastigheter godt over 150 km/t (opptil 4G i sideveiskrefter blir målt i F1-biler, de beste supersportsbilene kan vise til maks 1,5 i sideveis G).

 

Det skal vel nevnes at hovedgrunnen til den høye cw-verdien nok heller er at man med vilje øker vindmotstanden ganske mye i bytte mot downforce, heller enn at fronten er liten? Har du noen areal og cw-verdier på motorsykler med sjåfør forresten? har ikke hatt noe særlig hell med å finne ddet, og det hadde vært interessant å vite. Ihvertfall får noen år siden hadde de jo høyere toppfart på motogp enn de hadde på formel1. Til tross for ganske vesentlig mye mindre hestekrefter, men mye av årskane var nok at man ikke i samme grad bruker downforce. Med minimal downforce ville F1-bilene hatt høyest toppfart.

 

AtW

Endret 10. juni 2010 av ATWindsor

[SeaLion]

Formel 1-biler kan kjøres trygt oppned i taket i hastigheter over 200 km/t. De har en cw-verdi på rundt 0,5 som er svært høyt, men så har de heller ikke noe særlig frontareal å snakke om

Det skal vel nevnes at hovedgrunnen til den høye cw-verdien nok heller er at man med vilje øker vindmotstanden ganske mye i bytte mot downforce, heller enn at fronten er liten?

Frontarealet på en formelbil er uansett lite, enten bilen er utformet for toppfart eller downforce (cwA-verdien blir derfor svært lav uansett).

 

Men det korrekt som du sier at downforce (negativt løft) alltid koster i form av mer luftmotstand (høyere cw-verdi). Masse digre spoilere og skjørt på en bil øker altså luftmotstanden og senker dermed toppfarten, en bil som ser ut som en racer er altså tregere enn en originalbil hvis begge har like mye effekt. Men hvis disse skjørtene og vingene er korrekt vinklet og utformet vil bilen bli mer stabil i denne nye lavere toppfarten, og kan da kanskje forsere svingene raskere på en sikker måte. Men et korrekt oppsett av slike vinger og spoilere forutsetter altså en del testing i vindtuneller for å fungere optimalt. Hvis bileieren derimot bare skrur på en diger spoiler fordi det ser tøft ut, så kan det hende at spoileren ikke gir økt marktrykk, men kunne virker som en bremse, eller faktisk gjør bilen enda mer ustabil enn originalen. Spoilere er derfor ikke noe for amatører.

Endret 10. juni 2010 av SeaLion

[SeaLion]

Her er en høyaktuell og svært interessant vindtunelltest, VM-ballen "Jabulani" har en kornete overflate inspirert av golfballenes fordypninger. Og i høye hastigheter, som ved frispark, hjørnespark og lignende fører dette til høyere fart og mer stabil bane, akkurat som produsenten Adidas hevder.

 

Men en helt fersk japansk vindtunelltest avslører at når farten synker, på slutten av svevet, så blir Jabulani tvert i mot mer ustabil enn andre baller, luftmotstanden øker plutselig, den bremses fortere og begynner å slingre fra side til side. Akkurat dette har blitt hevdet av spillere og målmenn i testene før VM, men Adidas har hårdnakket påstått at de har tatt feil.

 

Spillere, trenere og ikke minst målvakter sto nærmest i kø under opptakten til fotball-VM for å kritisere VM-ballen med tilnavnet Jabulani.

 

Den brasilianske keeperen, Júlio César, sammenlignet Jabulani med plastikkballer man kan kjøpe for en tier i et supermarked.

 

På den andre siden står Adidas, som er stolte av ballen. Adidas-talsmann Ken Aerts har uttalt at VM-ballen er rundere enn noensinne, har en høyere profil som sikrer stabil kurs, og at den har godt grep i all slags vær.

 

Adidas har imidlertid valgt å holde sine vindtunnelanalyser tett til brystet; de betrakter dem som industrihemmeligheter.

 

Ustabil i luften

Den danske idrettsforskeren Thomas Bull Andersen fra Aarhus universitet har på oppfordring fra videnskab.dk fått fatt i det hele fotballverdenen har lengtet etter: En vitenskapelig vindtunnelanalyse av den utskjelte VM-ballen Jabulani.

 

Avsenderen er Takeshi Asai, professor i væskemekanikk fra University of Tsukuba i Japan. Han har stor interesse av å teste fotballer i vindtunneler, og er ifølge Bull Andersen verdenskjent for sine ferdigheter.

 

Resultatene står i klar kontrast til påstandene om stabil flyvning fra Adidas.

 

VM-ballen oppfører seg ikke som andre fotballer og er blant annet mer ustabil i luften.

Les resten av artikkelen på http://www.forskning.no/artikler/2010/juni/253770

[TheDarkListener]

Leste kildeartikkelen når den ble publisert, rett før VM. Har hatt den i tankene når jeg har sett på fotball, og det virker virkelig ikke som om det er særlig merkbart i praksis. Det som er merkbart, er at ballen påfallende ofte går svært høyt over mål, noe som jeg vil tro delvis kan tilskrives en glattere overflate.

 

Ellers synes jeg dataene de har funnet er ganske interessante. Hvordan hastigheten er avgjørende, i selv så lave hastigheter. Forskjellige former har ganske ulike egenskaper i varierende hastigheter, men da gjerne i supersoniske eller hypersoniske områder. Her er det snakk om kanskje 50km/t.

[SeaLion]

Jeg la merke til at VM-ballen ikke har fordypninger i overflaten, slik en golfball har det, men små forhøyninger, av produsenten beskrevet som "gåsehud". Kanskje dette har betydning for hvordan ballen oppfører seg i grenseområdet mellom høy fart og lavere fart?

[DrHawkins]

det har en enormt stor betydning på gåsehud hullene

 

Sjekk hele episoden så ser du nøyaktig hvorfor:

 

http://www.youtube.com/watch?v=GC6FbiiTSec

 

http://www.youtube.com/watch?v=bI4h-JJxeqk

 

http://www.youtube.com/watch?v=MhJ3Mm5TmIg

 

http://www.youtube.com/watch?v=Nehnll87aU8

 

http://www.youtube.com/watch?v=nufXpDBELdQ

 

her ser dere hvor stor effekt golball hullene har for luftmotstand og flyvelengde

 

 

 

 

 

Dere kan også sjekke ut dette dere som ikke har fått det med dere (typiskt at mange ikke leser litt bakover og får med seg hva som har blitt sagt før)

 

Sjekk dette bildet

 

Så sjekk ut denne nettsida

 

fant ikke den sida jeg ivlle finne men disse forklarer det og veldig bra

[Senyor de la guerra]

Et plan som ligger parallellt med luftretningen vil jo i teorien ha null luftmotstand, så vil anta et tynt lag som ligger tilsvarende vil ha minst luftmotstand (forutsetter en veldig spiss runding i kantene).

[SeaLion]

det har en enormt stor betydning på gåsehud hullene

Hvis du hadde giddet å lese om VM-ballen hadde du sett at "gåsehuden" på ballen ikke er fordypninger, men motsatt, små forhøyninger som stikker 0,5 mm utenfor resten av overflaten, altså en nuppet overflate. Dette har neppe samme effekt som golfballfordypninger.

 

 

Det er derfor jeg spør meg om VM-ballens overflate muligens har en uheldig bieffekt i overgangsfasen mellom relativt høy hastighet til den lavere hastigheten som opptrer på slutten av svevet.

 

Myteknuserne (Myth Busters) påviste jo også at en skitten, og derav en jevnt ru overflate, ikke hadde noen effekt overhode. Det var først når bilen så ut som den hadde vært utsatt for en skikkelig haglbyge med store hagl (eller overflatebehandlet med kulehammer) at ruheten hadde en gunstig effekt på luftmotstanden. Og da altså med innoverbuler som på en golfball, ikke utoverbuler som på VM-ballen Jabulani.

[SeaLion]

Et plan som ligger parallellt med luftretningen vil jo i teorien ha null luftmotstand, så vil anta et tynt lag som ligger tilsvarende vil ha minst luftmotstand (forutsetter en veldig spiss runding i kantene).

Ulempene med et slikt tynt plan, er flere:

• Først og fremst er en sånn form vanskelig å styre, hvis man slipper et stivt stykke kartong ut fra en høyde, så legger det seg raskt horisontalt, på tvers av fallretningen, og gir dermed stor luftmotstand.

• For det andre, hvis man klarer å styre dette planet, så vil de flate sidene ha en stor overflate og derved gi masse såkalte laminære virvler mellom den passerende luftstrømmen og overflaten. Dess lengre overflate dess mer laminær luftmotstand.

• En sånn form som du skisserer har et svært lite innvendig volum, jeg tviler på eventuellle passasjerer ville godtatt å bli presset flate for å få plass i noe med denne utformingen.

[Senyor de la guerra]

Ja, enig at det vil være lite hensiktsmessig praktisk. Står likevel på mitt om at dette er den beste teoretiske løsningen.

 

Jabulaniballen har forøvrig riller slik at man oppnår bedre grep og kontakt med flater, (leste det i forrige utgave av Scanorama SAS-blad, noe som ikke stemmer med hva Wikipedia sier). Det som faktisk gir fotballen areodynamiske egenskaper er stripene i ballen, om jeg husker rett.

[DrHawkins]

det har en enormt stor betydning på gåsehud hullene

Hvis du hadde giddet å lese om VM-ballen hadde du sett at "gåsehuden" på ballen ikke er fordypninger, men motsatt, små forhøyninger som stikker 0,5 mm utenfor resten av overflaten, altså en nuppet overflate. Dette har neppe samme effekt som golfballfordypninger.

 

ja det hadde jeg ikke trodd at en forball hadde slike utdypninger.. derfor anntok jeg at det var innbulinger som golfballen det var snakk om...

 

Fotballen der vil i logikken ha motsatt effekt enn golfballen

hva tester eller lignende sier vet jeg ikke men jeg kan ike tro at det har god effekt å ha utdypninger fordi det vil skape vekt ubalanse blant annet samt mer motstand i luften ja

[TheDarkListener]

Det har nok ikke motsatt effekt. Jeg vil tro at det fører til at spinn i ballen i seg selv vil flytte mer luft, og dermed skape større trykkforskjeller, og dermed mer skru. I tillegg skaper det større friksjon mot skoa, og fører til mer energi blir overført til å rotere ballen.

 

Spørsmålet vil jeg si at er hvordan dette varierer med ballens hastighet. På meg virker det som om ballen griper lufta mer i lavere hastigheter, og dermed fører til en plutselig retningsendring.

[DrHawkins]

jeg satt nettopp å så chile - spania for noen mins siden (bare littegrann) og der så jeg en slow mo av målskoring og man ser tydelig og klart at ballen er ujevn som faen i luften. ballen skrudde men skrudde av seg selv i tillegg pga ujevn og rotete luftstrøm rundt ballen

 

det der er det verste jeg har sett blitt utviklet av "eksperter"

 

alt i ballen blir ødelagt med slikt som den er lager..., helt feil luftstrøm.. altfor ujevn motsand så varierende hastighet... ujevn bane (fra A til B)

[Senyor de la guerra]

jeg satt nettopp å så chile - spania for noen mins siden (bare littegrann) og der så jeg en slow mo av målskoring og man ser tydelig og klart at ballen er ujevn som faen i luften. ballen skrudde men skrudde av seg selv i tillegg pga ujevn og rotete luftstrøm rundt ballen

 

det der er det verste jeg har sett blitt utviklet av "eksperter"

 

alt i ballen blir ødelagt med slikt som den er lager..., helt feil luftstrøm.. altfor ujevn motsand så varierende hastighet... ujevn bane (fra A til B)

Og hva er så ditt grunnlag for å påstå dette? Har du noen utdanning innenfor feltet siden du uttaler deg med så stor ekspertevne?

[DrHawkins]

erfaring og kunnskap...

[sondre94]

For å bryte litt inn her, så har det lite å si hvordan ballen er formet i VM. Alle spiller med den samme ballen uansett. Ser for meg den gjenstanden med minst luftmotstand som en nål kombinert med en golfball.

[TheDarkListener]

For å bryte litt inn her, så har det lite å si hvordan ballen er formet i VM. Alle spiller med den samme ballen uansett. Ser for meg den gjenstanden med minst luftmotstand som en nål kombinert med en golfball.

Uenig. Om ballen var på størrelse med et atom, eller månen, hadde det fortsatt vært likt for alle. Men ikke nødvendigvis så interessant å se på. Fotball handler om underholdning, ikke rettferdighet.

[schtrongl]

Gevær-kuler er vel noe man med gode grunner har prøvd å perfeksjonere i lang tid. Så denn formen med en spiss i ene enden ser jeg for meg må være ganske optimal. Spesielt hvis man i tillegg får den til å rotere rundt sin egen akse. Er dog usikker på om den flate enden på en geværkule er det ypperste i forhold til luftmotstanden. Vil tippe denne er formet flat for å ta opp mest mulig energi fra gassene som presser den fremover i geværløpet...