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DD: Didaktik der Physik

DD 18: Verschiedenes

DD 18.3: Vortrag

Donnerstag, 26. März 1998, 14:40–14:55, H 7

Dynamischer Auftrieb: eine Möglichkeit der didaktischen Aufbereitung — •David Auerbach — Max-Planck-Institut für Strömungsforschung

Wie kann man den dynamischen Auftrieb möglichst anhand nachvollziehbarer Erfahrung erklären? Bisherige Erklärungen beruhen entweder auf der Pauschalisierung des Auftriebs in der Zirkulation (und Weiterberechnung mittels der Bernoulli’schen Gleichung), oder auf dem Coandaeffekt, der nur für einen Strahl, nicht jedoch für eine bis ins unendlich gehende Strömung gilt. Wir schlagen einen Mittelweg vor, der stark auf Erfahrungen beruht, jedoch der Strömungsphysik voll Rechnung trägt. Wo erleben wir den Auftrieb?

Jeder Mensch, der einen Stock in strömendes Wasser gehalten hat, erfährt diese Kraft. Die gleiche Wirkung erzielt man, wenn man den Stock durch ruhendes Wasser zieht: einmal zieht es zu einer Seite, dann zur anderen, immer wechselnd. Diese Wechselkraft ist mit der Entstehung der Kármánn’schen Wirbelstraße verknüpft. Sie ist am stärksten, wenn Wirbel gerade dabei sind, abzulösen. Solche Wechselkräfte könnten jedoch kein Flugzeug in der Luft halten. Die bekannte Flügelform (statt der o.g. runden Zylinder) löst dieses Problem.