Armbrust für den Freikampf

[menhir]

@Desertking: Gratulation zum gelungenen Armbrustbau ! Sieht  gut aus!

Zur Wucht...
T = 1/2 m*v²
(Kinetische) Energie = 1/2 (Masse * Geschwindigkeit)²

Sorry, muss ich korrigieren. Die Formel stimmt zwar, aber die Ausformulierung nicht . Die Masse geht in erster Potenz ein, nur die Geschwindigkeit zum Quadrat. Ausformuliert also so:
(Kinetische) Energie = 1/2 (Masse)*(Geschwindigkeit)²
[Sonst würde die Formel T = 1/2 m²*v² oder T = 1/2 (m*v)² lauten.]

Stimmt natürlich! Sorry, da hab ich mich vertippt. (Prinzipiell sind mir die Regeln beim Klammersetzen schon geläufig.

Aber ein Faktor der sich natürlich auswirkt is (wie du schon richtig sagtest) die kürzere "Auszugslänge" bei der Armbrust.

Kannst Du/jemand erklären, inwiefern das in die Energiebilanz eingeht oder die Wirkungsweise beeinflusst? Ich hab das schon öfter gehört, aber eine Erklärung warum (das so sein soll) habe ich noch nicht bekommen.

Gruß und einen schönen Abend noch,
Heiner

Freilich kann ich das 
Sehne in der Nuss bzw in den Fingern des Bogenschützen fixiert stellt eine Potentielle Energie dar. Potentielle Energie hängt ab von Weg und Kraft (klar, eine Eisenkugel die einen halben Meter über dem Boden ist hat weniger potentielle Energie als eine die 100 Meter hoch ist (nach dem Prinzip "Was tut mehr weh?")).
Gehen wir von Bogen und Armbrust mit je 50 kg Zugkraft aus (der Einfachheit halber). Dem Bogen geben wir eine Auszugslänge von 26 Zoll, also 66 cm. Von Bedeutung für die Beschleunigung ist allerdings nur die Strecke in der die Sehne arbeitet, also die Auszugslänge abzüglich der Standhöhe der Sehne. Der Einfachheit halber gehen wir dabei beim Bogen von etwa 16 cm Standhöhe aus, bleiben 50 cm Beschleunigungsweg.
Bei einer Armbrust kann ich es schwer einschätzen, aber ich denke die effektive Auszugslänge (also vom gespannten Zustand zum Sehnenstand) wird die 30 cm nicht übersschreiten.
Nun wird der Pfeil beim Bogen auf einer Strecke von 50 cm beschleunigt, während der Bolzen nur auf max 30 cm beschleunigt wird. (wir gehen der mathematischen Einfachheit halber davon aus, dass die Zugkraft auf dem gesamten Beschleunigungsweg konstant ist... sonst wirds schwierig).

Wenn ein Gegenstand beschleunigt wird, kommt es darauf an, mit welcher Energie (Zugkraft) und WIE LANGE er beschleunigt wird (und das ist die Auszugslänge).

[Heiner]

Hallo Menhir,

i. Zur kinetischen Energie: Entschuldige, wenn es falsch rüber gekommen ist mit den Klammern. Es sollte nicht lehrerhaft klingen.

ii. Energiebilanz: Danke für die anschauliche Erklärung. Jetzt habe ich den Gedanken dahinter verstanden. Aber erfolgt der Energieübertrag nicht schlagartig im Moment des Release, also als Impuls? Dann wäre das Ganze von der Beschleunigungsstrecke unabhängig.

[menhir]

Schon ok, besser du weist mich auf den Fehler hin, als er bleibt hier unkorrigiert so stehen 

Zum Impuls... Würde man die Kraftübertragung von Sehne auf Pfeil als einen elastischen Schlag auffassen (ich denke das meinst du?) so hättest du recht. Die Sehne würde ihren Impuls abgeben und der Pfeil würde es aufnehmen.
Aber davon kann man (meiner Einschätzung nach) nicht ausgehen, da zum Zeitpunkt des Release noch kein Impuls vorhanden ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Sehne noch ruhend (nur potentielle Energie, aber keine kinetische).
Man könnte diese Logik umsetzen, in dem man einen Armbrustbolzen da auflegt, wo im entspannten Zustand die Sehne liegt und dann abfeuert. Die Sehne würde auf den Bolzen schnalzen und ihm die Energie impulsartig übertragen (wobei hier sicherlich einiges an Energie verloren geht und in den Bogen geht (darum soll man ja auch einen Bogen nicht ohne Pfeil releasen)).
Dies wäre aber bei einem normalen Bogen natürlich nicht möglich.

[Heiner]

Menhir, Du hast vollkommen recht. Es handelt sich offensichtlich nicht um eine schlagartige Energieübertragung. Der Pfeil/Bolzen erfährt über die gesamte Strecke (Auszug-Standhöhe) eine Beschleunigung und gewinnt stetig an Geschwindigkeit. Dazu gibt es ein sehr aufschlussreiches Video bei YouTube:

http://www.youtube.com/watch?v=Mn34MQ-Akrs

Gruß,
Heiner

[Ravenheart]

Alles andere wäre ja auch unlogisch, weil erst die Massenträgheit des Pfeils überwunden werden muss...

Rabe

[Desertking]

Ich habe ein wenig gerechnet und folgendes ist bei raus gekommen:

Daten zur Berechnung:
1. Armbrust:
F= 100lbs= 50kg= 500N
s= 300mm
m= 60g

2. Bogen:
F= 500N (gleich wie beim Bogen)
s= 500mm
m= 120g

Ich habe die kinetische Energie berechnet, Reibung und Luftwiderstand außen vor gelassen. Das Ergebnis: der Pfeil hat eine kin. Energie von 250Joule und der Bolzen 150!!! Joule (zum Vergleich 1J= 1Nm). Hat mich doch erstaunt, dass es soviel ist und das ohne Reibung und Luftwiderstand!!!

Da kann man grob sagen, dass bei halben Beschleunigungsweg die doppelte Kraft benötigt wird um auf gleiche Energie zu kommen.

Ich habe jetzt neues Rohmaterial bestellt. Auf in die zweite Runde!

[menhir]

250 Joule... das is eine Menge!
Wenn ich da mal als Vergleich den Versuchsaufbau von plattnerwerkstatt.de heranzieh... 41g Bolzengewicht, mit einer 416kg (!!!) Armbrust geschossen, hat nach deren Berechnungen 76 Joule (sie haben die Bolzengeschwindigkeit (61m/s) gemessen und daraus die Energie berechnet).
Wenn du denkst, dass eine 6,35mm Browning Munition rund 90 Joule hat...

[Desertking]

*grübel*

Das passt hier dann ja hinten und vorne nicht. Da muss ich nochmal nachrechnen, die 416kg Armbrust kann doch nicht weniger Joule haben als meine angenommene 50kg Armbrust.

[Squid (✝)]

Mit nem 11 g schweren Gewehrprojektil (7,62 * 51 NATO) hast du bei 'ner Mündngsgeschwindigkeit von grob 820 m/s eine Energie von ca. 3300 Joule.

Eine 9*19 mm Pistolenkugel kommt mit 350 m/s aus dem Lauf, wiegt 9-10 g und hat "nur" eine Energie von 450 - 500 Joule.

Für die Energie des Projektils ist also die Geschwindigkeit viel entscheidender als die Masse (logisch, wegen der Potenzierung).

Das 400 kg Armbrustmonster kann daher dem Projektil unter Umständen tatsächlich weniger "Power" mitgeben. Denn nehmen wir an, dass die 50 kg Armbrust eine wenig schneller nach vorne schnellt, weil der ganze bewegliche Teil etwas leichter ist, kann sie den 40 g Bolzen etwas schneller abschießen als das 400 kg Ding.

Den Unterschied bei den Waffen würde man dann bemerken, wenn man z. B. einen 300 g schweren Bolzen abschiesst, der von der schweren Armbrust immer noch mit 61 m/s abfliegt, aber auf der leichten nur noch mit vielleicht 30 m/s.

[menhir]

Also ich hab einfach das Gefühl, dass die Bolzengewichte zu gering sind, um eine anständige Kraftübertragung zu gewährleisten...
Vor allem beim Versuchsaufbau der Plattnerwerkstatt. Das is ja wie, wenn ich mit einem Baseballschläger auf einen Tischtennisball hau! Der kann ja dann auch nicht ganz die selbe Energie aufnehmen, wie ein Baseball.

Die Bolzen von Berwelf.de haben bei fast 40cm Länge eine Dicke von bis zu 15mm. Dazu noch eine schön schwere Spitze...

[Ritter Jos]

Setze mal das Bild hier rein von deinen Bogen. Den Bogen nicht so hoch  dafür stärker.
Da sind die Bogner gefragt. Der Bogen sieht ein bisschen aus wie ein Brett.
Jetzt wo du so eine schöne Säule hast gib nicht auf. 

Das Band kommt.

        Jos

[Ritter Jos]

Ich noch mal.

Schau mal in meine Galerie da ist eine mit Holzbogen.
Da fallen die Bolzen nicht. nach 10 m runter.
          Jos

[menhir]

Weils hier zum Teil eine Diskussion über die rechtlichen Aspekte gab...
http://www.schuetzenbund-wesermarsch.de/armbrust.pdf
Ein pdf vom deutschen Schützenbund zum Thema.

[Ritter Jos]

Hi.

Und darf Desertking jetzt mit seiner Armbrust am MA. schießen, oder nicht??

                    Jos

[Schorl]

Weils hier zum Teil eine Diskussion über die rechtlichen Aspekte gab...
http://www.schuetzenbund-wesermarsch.de/armbrust.pdf
Ein pdf vom deutschen Schützenbund zum Thema.

Hi,

leider ist dieses Schriftstück von 2003, meines wissens nach gab es aber 2004 einige Änderungen im Waffengesetz. Aber in den Grundzügen (habe den Text nur mal schnell überflogen) stimmen die Schlussfolgerungen noch.
Sei es wie es ist, ob es nun Sonderregelungen für bestimmte Bundesländer gibt oder gab, oder ob es sich nach speziellen Eigenschaften (Zuggewicht, Geschossenergie oder Ähnliches) richtete, vor einigen Jahren musste man eine Armbrust in die Waffenbesitzkarte (kein Waffenschein!) eintragen lassen was heute anscheinend nicht mehr nötig ist.

Und jetzt zum Thema: Wer nun mit was schiesst, schleudert oder wirft, egal ob es der Veranstalter nun "erlaubt" hat oder nicht, jeder ist für sein Handeln selbst verantwortlich.

Schorl