Regensburg 2007 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 16: Praktika II (neue Versuche)

DD 16.3: Vortrag

Dienstag, 27. März 2007, 11:40–12:00, M 103

Kleiner Windkanal für Schulversuche — •Wolfgang Send — Sandersbeek 20, D-37085 Göttingen

Für die Unterrichtung der Grundlagen der Physik des Fliegens an Schulen und Hochschulen und für Praktika wird ein neu entwickelter Windkanal vorgestellt und praktisch vorgeführt. Der Kanal hat einen Messquerschnitt von 0.18 x 0.12 m* bei einer Strahlgeschwindigkeit von 12 m/s im Dauerbetrieb und einem Turbulenzgrad von 1 %. Möglich ist die Messung von Auftriebs- und Widerstandskraft auf eine Modelltragfläche oder auf einen Modellkörper. Der einfache Aufbau liefert gleichwohl einen vergleichsweise niedrigen Turbulenzgrad der Strömung und erlaubt dadurch die Beobachtung des Impulsverlustes durch Reibung in der Strömung hinter der Tragfläche mit Hilfe einer einfachen Strömungssonde. Die Randwirbel hinter den Seitenkanten der Tragfläche werden sichtbar gemacht durch Einblasen von unschädlichem Wasserdampf, der in einer Ebene hinter der Tragfläche ausgeleuchtet wird. Die Beobachtung ist im verdunkelten Raum mit bloßem Auge möglich. Der Wechsel des Anstellwinkels von positiven zu negativen Werten zeigt den Umschlag der Orientierung der Randwirbel, der für das Verständnis der Physik des Fliegens von fundamentaler Bedeutung ist. Die Teilung der Strömung in die beiden Anteile oberhalb und unterhalb der Tragfläche führt bei positivem Anstellwinkel zu erhöhtem Massenfluss auf der Oberseite und einer Abnahme auf der Unterseite. Der daraus resultierende Unterschied in den Strömungsgeschwindigkeiten oberhalb und unterhalb der Vorderkante kann ebenfalls nachgewiesen werden.