Springen naar inhoud

[Aerodynamica] windsnelheid i.f.v afstand naar nul herleiden


  • Log in om te kunnen reageren

#1

player

    player


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 25 februari 2007 - 19:22

Hey iedereen,

Ik zoek een formule om een projectiel in functie van windsnelheid te berekenen naar een werkelijke afstand met windsnelheid nul.

Met andere woorden. Het gaat ongeveer over de fysica van de schuine worp.

Een golfbal wordt geslagen vanop hoogte 3cm (op de tee)

dus versnelling '' a '' en snelheid '' v '' zijn onbekend (ook beginsnelheid onbekend)

de hoek alfa is ook onbekend

Windrichting en windsnelheid zijn wel bekend... en totaal afgelegde afstand is ook bekend. (en de eventuele tijd in de lucht zou ook gemeten kunnen worden indien nodig)
Massa van bal is ook bekend.

De vraag:
Is er een formule om de afgelegde afstand opnieuw te berekenen indien de windsnelheid NUL zou zijn?

bijvoorbeeld: afstand tegen wind = 200m maar opnieuw berekenen als er geen wind is dat de werkelijke afstand dan 220m zou zijn...

Maakt het veel uit of de wind van links of rechts komt? is daar een ander formule voor?

Bedankt om mij te helpen in deze zoektocht...

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 februari 2007 - 02:13

player je schrijft : de eventuele tijd in de lucht zou ook gemeten kunnen worden indien nodig

ik denk dat juist in die zin de oplossing van je probleem ligt : als je weet hoe lang de bal in de lucht is kan je toch uitrekenen hoeveel meter de bekende wind in dat bekend aantal seconden heeft afgelegd. Dat tel je dan bij of trek je af naar gelang de wind mee of tegen zat.

Ik wil zelfs zover gaan van te denken dat de duur van een bepaalde vlucht steeds dezelfde is wat de windsnelheid ook is. De afstand zal natuurlijk wel windafhankelijk zijn.

Voor zijwind zal het wel een beetje ingewikkelder zijn

Ik blijf in elk geval dit draadje met aandacht volgen en lees dan wel hoe ver ik er eventueel naast ben [rr]

#3

player

    player


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 februari 2007 - 02:42

Bedankt voor je hulp Stephaan,

Het gaat om een onderzoek in de golf. Ik ben aan een thesis bezig en ik wil bewijzen dat mijn trainingsschema effectief golfers doen verderslaan.

start op week 1 :

- bekende windrichting en -snelheid ten opzichte van de plaats dankzij luchtmacht (dank u connecties :) )

- hoogte van tee 3cm, bal wordt geslagen met ongekende snelheid met golfclub

(ik hou voorlopig nog geen rekening met de wet van de spin (reynolds?) )

- tijd van bal in lucht zal ik meten (en massa van bal kan ik ook meten, indien nodig)

- afstand ga ik meten

start op week 4 en week 8:

- idem MAAR andere windrichting en -snelheid dus alsook andere afstand en tijd in lucht.

- oplossing is om alle metingen te herleiden percies alsof er helemaal geen wind was. (dus 5m/sec tegenwind naar 0m/sec windstil) op die manier kan ik de werkelijke afstanden berekenen en met elkaar vergelijken om zo tot duidelijke conclusies te komen.

- De belangrijkste vraag zal zijn, wat ik met zijwind zal doen [rr] (de bal zal niet recht vliegen en een aantal meter afwijken)

ik denk dat juist in die zin de oplossing van je probleem ligt : als je weet hoe lang de bal in de lucht is kan je toch uitrekenen hoeveel meter de bekende wind in dat bekend aantal seconden heeft afgelegd. Dat tel je dan bij of trek je af naar gelang de wind mee of tegen zat.  

Ik wil zelfs zover gaan van te denken dat de duur van een bepaalde vlucht steeds dezelfde is wat de windsnelheid ook is. De afstand zal natuurlijk wel windafhankelijk zijn.


Ik ben nog niet overtuigd dat de duur van de vlucht altijd dezelfde zal zijn. Indien er spin op de bal komt. En hoe de bal zal reageren met zijwind. Windsnelheid zal onveranderlijk beschouwd worden.

Uiteindelijk zoek ik een vaste formule die mij de werkelijke afstand weergeeft met wind NUL.

Het belangrijkste resultaat die ik wil bekomen is een verschil in afstand

#4

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 februari 2007 - 10:22

player: Ik neem aan dat het je lukt om met een mechanisch toestel de slagen "herhaalbaar" te maken. Daarmee bedoel ik dat je de vertrekkarakteristieken kan instellen zodanig dat een zelfde slag kan herhaald worden bij verschillende windsnelheden inbegrepen de nul-snelheid.
Het enige wat dan met zekerheid altijd constant zal blijven is de neerwaarste aardse versnelling. Het zal zeker interessant zijn te meten in hoever gelijke slagen dezelfde of verschillende vluchtduur hebben bij verschillende windsnelheden.
Nog een gedachte die je onderzoek niet gemakkelijker maakt :
De windsnelheid is dichter bij de grond aanzienlijk lager dan op grotere hoogte. Dat verschil is voldoende om leerling-zweefvliegers aan te leren dat ze bij de eindaanvlucht er rekening moeten mee houden. Hun relatieve snelheid (dus ten opzichte van de bewegende lucht) zal bij de landing in de laatste (dus laagste) 20 ŗ 50 meter nogal plots sterk afnemen. Hogere golfbal slagen zullen dus misschien een andere invloed ondervinden van die snelheidsgradiŽnt dan ballen die de ganse vlucht lager blijven.

Wat de zijwind betreft, denk ik dat je die steeds kan ontbinden in een component in de richting vd slag en een tweede component loodrecht erop. Alleen de eerste component zal de bal verder of dichter doen vallen van zijn vertrekpunt. De tweede component doet de bal alleen maar zijdelings afwijken maar verandert de lengte (in meter) van de vlucht niet (denk ik tenminste). Die afwijking kan gecompenseerd worden door de vertrekkende slag enigszins tegen de wind in te laten vertrekken.

Ben akkoord hoor dat de spin en de ruwheid vd bal je studie nog aanzienlijk complexer zullen maken dan de enkele gedachten die ik hier neerschrijf. Zij komen voornamelijk uit gelijkenissen met de zweefvliegerij.

Veel geluk ermee!

#5

player

    player


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 februari 2007 - 10:50

Het zal zeker interessant zijn te meten in hoever gelijke slagen dezelfde of verschillende vluchtduur hebben bij verschillende windsnelheden.


wel.. mijn mechanisch toestel zijn eigenlijk 20 proefpersonen :) die elk 10 ballen zo ver mogelijk moeten slaan. Dus iedere slag is anders en niet herhaalbaar. Anders leek me dit wel zeer interessant. :)

10 in controle groep

10 in experimentele groep (die een trainingsprogramma krijgen van mij)

Ik ga ze vergelijken met elkaar i.f.v matched pairs...

Ik heb het met mijn promoter over gehad of ik de swing zou filmen en dan een bewegingsanalyse zou maken (biomechanica) maar dat vergt teveel tijd en is info dat ik misschien niet nodig heb.
Zo zou ik eventueel die beginsnelheid berekenen.

De windsnelheid is dichter bij de grond aanzienlijk lager dan op grotere hoogte. Dat verschil is voldoende om leerling-zweefvliegers aan te leren dat ze bij de eindaanvlucht er rekening moeten mee houden. Hun relatieve snelheid (dus ten opzichte van de bewegende lucht) zal bij de landing in de laatste (dus laagste) 20 ŗ 50 meter nogal plots sterk afnemen. Hogere golfbal slagen zullen dus misschien een andere invloed ondervinden van die snelheidsgradiŽnt dan ballen die de ganse vlucht lager blijven


Ok ik volg je als je zegt dat hoge ballen en lage ballen beÔnvloed zullen worden door andere windfactoren. Uiteindelijk zal ik daar mezelf mee pesten en meer werk in steken dan eigenlijk nodig is. Ik zal een constante windsnelheid gebruiken voor de test die anderhalf uur zou duren.

Wat de zijwind betreft, denk ik dat je die steeds kan ontbinden in een component in de richting vd slag en een tweede component loodrecht erop. Alleen de eerste component zal de bal verder of dichter doen vallen van zijn vertrekpunt. De tweede component doet de bal alleen maar zijdelings afwijken maar verandert de lengte (in meter) van de vlucht niet (denk ik tenminste). Die afwijking kan gecompenseerd worden door de vertrekkende slag enigszins tegen de wind in te laten vertrekken.


Het probleem is dat ik vroeger tijdens natuurkunde wel eens de schuine worp of slag heb geleerd met meewind of tegenwind. Maar nooit in 3D. Ik bedoel dus een afwijkende bal door zijwind. Hierdoor weet ik niet zo goed wat er gebeurt.
Mijn promotor is ervan overtuigd dat er een afwijking ontstaat van een aantal meter. Ik zal hem in 1uur zien en dit nog verder bespreken met hem.

Wat de spin betreft... ik denk dat ik het mezelf te moeilijk ga maken. Ik ben tenslotte maar een Licentiaat in de Lichamelijke Opvoeding [rr]

#6

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 26 februari 2007 - 11:16

DPW MOD:
Als het om formules gaat behoort het in klassieke natuurkunde

#7

player

    player


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 februari 2007 - 11:20

Ok,

Ik wou eerst weten of een formule mogelijk was voor mijn studie.

En dat ik dan ook rekening hou met wat ik moet meten.

Hoe kan je deze topic verplaatsen?

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 februari 2007 - 18:01

versnelling '' a '' en snelheid '' v '' zijn onbekend (ook beginsnelheid onbekend)  

de hoek alfa is ook onbekend  

Windrichting en windsnelheid zijn wel bekend... en totaal afgelegde afstand is ook bekend. (en de eventuele tijd in de lucht zou ook gemeten kunnen worden indien nodig)  
Massa van bal is ook bekend.

Die versnelling a doet niet terzake, want de vluchtduur wordt bepaald door de beginsnelheid en de beginhoek, inderdaad kogelbaanfysica. Omdat er zo miljoenen mogelijke kogelbanen zijn om op een bepaalde plaats te raken wordt het onmogelijk om de invloed van de wind op de kogelbaan te bepalen. Maar dan kom je af met: en de eventuele tijd in de lucht zou ook gemeten kunnen worden indien nodig. Wel, als je die gaat bepalen beperk je alles weer tot ťťn mogelijke kogelbaan waaraan dus inderdaad van alles te berekenen valt.

Dus dat wordt een cruciaal gegeven. Ik heb geen zin (want waarschijnlijk gebrek aan wiskundige capaciteiten, ik heb het gevoel dat dit gaat richting een iteratief gebeuren of een dubbele integraal) om zo"n formule te gaan afleiden. Indien ik zoiets zou moeten doen zou ik waarschijnlijk een beroep doen op excel, en daar heel mijn kogelbaan in een paar duizend kleine stapjes laten uitrekenen, of op een simulatieprogrammaatje als Interactive Physics of zo, of een combinatie van beide.

Kortom, ik weet zeker dat het mogelijk is. Ik weet ook dat het verre van simpel is. Wat niet wil zeggen dat de uiteindelijke formule ingewikkeld hoeft te blijken.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#9

player

    player


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 februari 2007 - 23:17

Hey Jan,

Ik heb gebeld met de luchtmacht voor de windomstandigheden inclusief snelheid.

Vandaag heb ik de 1ste test uitgevoerd met Windrichting 240į (dus vanuit het Zuidwesten) aan 14 knopen (ik neem aan dat 1 knoop = 1.850 km/u ?)

De richting dat de proefpersonen geslagen hebben, was in het Noordwesten.
Afstand is gemeten en duur van de vlucht ook.

So far, so good.

Volgens die mannen van de luchtmacht, heb ik de luchtdruk nodig, de viscositeit van lucht en de dichtheid van de bal etc.... (want de bal vliegt verder met lage luchtdruk)

Ze hebben mij ook verteld dat het zeer moeilijk is om het te berekenen (zoals je zelf ook zegt) maar dat het zeker wel mogelijk is...

Ik zou echt niet weten hoe ik zoiets in Excel zou moeten berekenen.

Ik weet niet of het echt ZO ver moet gaan om 1000 berekeningen te maken, met allemaal bijkomende gegevens (die misschien niet echt nodig zijn)

Zolang ik van windsnelheid van 14knopen naar 0 knopen kan herleiden vanuit een sterke zijwind (ook beetje tegenwind) ben ik zeer tevreden, want dan kan ik de behaalde afstanden ook naar een imaginaire afstand brengen (die ze zouden gehaald hebben met windsnelheid nul dus...)

PS: de behaalde afstanden waren veel korter dan verwacht. Ik weet uit ervaring dat deze mensen zeker door de wind meer dan 30m verloren.

Ik blijf zeker luisteren naar jouw opvattingen, ik ben ervan overtuigd dat ik hier tot een conclusie zal komen :)

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 maart 2007 - 00:14

Ik weet niet of het echt ZO ver moet gaan om 1000 berekeningen te maken, met allemaal bijkomende gegevens (die misschien niet echt nodig zijn)

Het komt er niet op aan om 1000 berekeningen uit te voeren, het komt erop aan dezelfde berekening een paar duizend keer uit te voeren. Computers zijn daar hťťťťl handig in (en dat is dan ook zowat het enige dat ze goed kunnen :) ) . Dus als je een keer de juiste deelformules in een regel hebt voor de toestandverandering gedurende bijvoorbeeld eenhonderdste van een seconde, dan levert dat de begingegevens (snelheid, richting etc) op voor je volgende (rekenkundig identieke) stapje van 1/100 seconde, en vanaf dat moment heb je de rest van je rekenblad in een paar seconden gevuld met diezelfde formules. (copy-paste weetjewel :?: ).

Hoe kleiner je die tijdsstapjes maakt, hoe nauwkeuriger je berekening.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

player

    player


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 01 maart 2007 - 00:19

ok, ik volg je redenering :) en geef je gelijk.

misschien de ambetantste vraag.... hoe? Ik ken al die programma's niet (buiten excel een beetje)

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 maart 2007 - 00:27

IN excel is dat prima te doen, zoveel kennis van excel heb je hiervoor niet nodig. Interactive physics is een simulatieprogrammaatje waarin je allerlei mechanica/kinematica situaties kunt nabootsen. De berekningen die voor zo'n simulatie worden uitgevoerd krijg je niet te zien, wťl je golfballetje dat door de lucht vliegt. IP rekent ook niet andersom, m.a.w. het wordt dan steeds een kwestie van startparameters (beginsnelheid, hoek en windsnelheid invoeren) en zien dat je balletje goed terechtkomt. Ik weet trouwens niet eens zeker of IP wel goed met luchtweerstand kan omgaan in dit verband. Ik meen wťl met de weerstand van stilstaande lucht. Als ik komend weekeinde tijd over heb wil ik daar wel eens naar kijken.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#13

player

    player


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 01 maart 2007 - 01:25

Alrighty :) het klinkt allemaal wat ingewikkeld maar met jouw hulp komen we er wel :)

thanks Jan! :?:

#14

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 maart 2007 - 17:30

De makkelijkste weg lijkt me iets opzetten in excel, en dan uitgaan van een situatie waarin je hoek, beginsnelheid en (tegen) wind kunt variŽren, om zo de landingsplaats te laten uitrekenen (stuiteren en doorrollen zou ik maar uitsluiten)

Als je daarvoor al eens de logische weg gevonden hebt, zie je waarschijnlijk de weg andersom ůůk ineens. :)

het klinkt allemaal wat ingewikkeld maar met jouw hulp komen we er wel

Als het over wiskunde gaat, don't put your money on mr Van de Velde :?:
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#15

player

    player


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 01 maart 2007 - 23:57

Welja zoals ik eerder had vermeld... beginsnelheid en hoek zijn onbekend. Ik zal een foto plaatsen van hoe de wind zat en aan welke snelheid.

Lang leve Google Earth voor de exacte positie :?: :)

ik heb alle gegevens al in excel opgeslagen... maar ik blijf zoeken om het mysterie op te lossen.

Geplaatste afbeelding

mis ik iets?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures