KW oder PS Berechnung

[Kitelehrling]

Hi,

Kann man die Leistung eines Kites in kW berechnen?
Auch die "Spitze" beim (10 m) Sprung?

Gruss Sören

[Billy]

Coole Frage. Würde mich auch mal interressieren.
Aber sagen kann ichs dir nich

[rob]

moin lehrling - also das ist so.....
mal für den 10m sprung einer 80kg person gerechnet:

Hubarbeit W=G*h=m*g*h=80kg*~10N/kg*10m=8000Nm bzw. 8000J bzw. 8000Ws

Leistung P=W/t, also Arbeit pro Zeit. Nehmen wir an, du brauchst 2 sekunden bis auf 10m Höhe, dann bedeutet das für die Leistung, die der Kite entwickelt hat:

P=8000Ws/2s=4000W=4KW

Wer das noch in PS wissen will muss glaube ich *4/3 rechnen, das wären dann ca. 5,33 PS

Gruss, rob

[michel]

Rob, diese leistungsberechnung gilt allerdings für den Kiter.
To kitelehrling: der Kite ist ein stück tuch, und leistet gar nichts, Segelfläche -in Analogie- wird auch nicht in kW angegeben...
bye mic

[Dschigidi]

Zitat:Original erstellt von michel:

To kitelehrling: der Kite ist ein stück tuch, und leistet gar nichts, Segelfläche -in Analogie- wird auch nicht in kW angegeben...

Definitionsreiterei!

danach würde ein PKW-Motor auch nichts leisten...

die Energie die im Wind steckt wird halt in Pot-Energie umgewandelt...

[RalphB.]

Da kann man mal sehen wieviel mehr Energie ein Kiter gegenüber einem Windsurfer ausbeutet.
Ich habe da mal eine Berechnung der Beschleunigung eines Speedkiters bei einem Weltrekord gesehen, da kam man knapp über 1PS.

[Tigga]

ralph, du meinst bestimmt einen speedsurfer

"der Kite ist ein stück tuch, und leistet gar nichts"
tzzztzzztzzz
was soll man dazu sagen?
aaaalsooo. meine kites leisten unglaubliches.
neben dem normalen verwendungszweck sind sie bestens als windschutz für die bessere hälfte und die kinder geeignet, oder als sonnenschutz und natürlich leisten sie perfekte dienste beim anbaggern der mädels am strand.
ungläubigmitdemkopfschüttel

[RalphB.]

Tigga, hast natürlich Recht, das kommt davon wenn man nebenbei fernsieht..
Ich verarsch mich halt gerne selbst.
Sollen wir mal ne Indoorkiteanlage a la Slingshot bei uns im Laden bauen?

[Tigga]

sehr feine idee ralph
habe nächste woche auch zeit für sowas.
und wegen der barsysteme mit 5te leine können wir dann auch mal sehen.

[Kitelehrling]

Danke für die 5 PS,und was ein Stückchen Stoff Leistungsmässig so bewegen kann sieht man ja schon an nem Fetzen Bikini

Wie sieht es denn nun aber im normalen 35km-h Fahrzustand aus?Dazu müsste man wissen was ein 80 kg Surfer (auf Halbwind) an Gegendruck auf die Kante bringt,oder wie?
Liegt dann wohl im Bereich 800W bis 1,5kW?

[Tigga]

hmmmm
etwas zu spät gewesen

[ 12. Dezember 2004, 11:37: Beitrag editiert von: Der Tigga ]

[Kielkiter]

Leistung = Kraft x Weg / Zeit = Kraft x Geschwindigkeit

Angenommener Kantendruck: 75 kg = 750 N
Jetzt kommt noch die Vektorgeometrie dazu. Da nehmen wir den 45° Winkel zwischen Fahrtrichtung und Kantendruck. Man darf nämlich nur die Kraft entgegen der Fahrtrichtung nehmen.

Daraus folgt: 500 N Kraft
Angenommene Geschwindigkeit: 20 kn = 10 m/s

=> P = 500N x 10 m/s = 5000 W = 5 kW

Das wäre heftig. Da stimmt der Winkel wohl nicht. Bei 60° wären es aber immer noch 3,75 kW.

Vielleicht hat ja einer mal bock mit einem Geodreieck zu kiten und dann die Winkel zu messen

Gruß
Lasse

[petair]

@kielkiter

du hast nicht immer volle 750N auf der Kante. Ich glaube am einfachsten wäre es, mal einen kraftmesser an einen wichard zu hängen


grüße

Peter

[rob]

moin jungs - also das mit dem kantendruck muss man auch durch vektorrechnung erzeugen.
wenn ein 80kg mann auf der kante gleitet und die im 45 grad winkel steht, dann ist der kantendruch also:

F=~800N/sin45°=800/0,707=1131N

Jetzt hat der Kite die Aufgabe, diese 1131N aufzubringen, dass der Kiter nicht untergeht - aber er muss den Kiter auch noch mit der konstanten Geschwindigkeit von 35km/h bewegen. Dies ist also eine zusätzliche Arbeit.

Die Gesamtleistung des Kites setzt sich also aus diesen zwei Komponenten zusammen.

Bewegungsarbeit W=1/2mv²

hab grad keine Zeit fertigzurechene, aber so sollte es gehen....rob

[Tigga]

so einfach geht das nicht.
die boardgröße(shape) spielt hier auch eine massgebliche rolle. der dynamische auftrieb wirkt ja der gewichtskraft des kiters entgegen. gleiche bedingungen mit unterschiedlichen boards ergeben ja auch andere geschwindigkeiten.
mensch sören, mußt du so doofe fragen stellen?!

[Kitelehrling]

Wieso kann eine Hummel fliegen?
Wieviel "PS" braucht ein Delfin um auf 65km-h zu beschleunigen,und hat er überhaupt die Muskelkraft dazu?!
Wie landet ne Fliege an der Decke?
Warum beschleunigt ne Libelle mit 9G und meine G-ARC aber nicht?

Wir nehmen heutzutage soviel Dinge als gegeben hin,aber wenn Kiten schon mal mein Hobby ist interessierts mich auch mal wieso so ein Teil überhaupt fliegt.

[Tigga]

"aber wenn Kiten schon mal mein Hobby ist interessierts mich auch mal wieso so ein Teil überhaupt fliegt."

das weiß ich, das weiß ich

der geist siegt über die materie.
der kite fliegt, weil wir das wollen!

und die anderen fragen sind mir echt zu einfach

[Kielkiter]

War auch nur mal eine grobe Überschlagsrechnung.
Mit der Hälfte an Kantendruck und einem Winkel um die 70 bis 80 Grad sollte man dann auf einen knappen kW kommen.


Eine Bitte noch:

Bitte macht nicht mit W = 1/2 m v² weiter. Das hat nichts mit Leistung zu tun!!! Da fehlt nämlich noch die Zeit in der Formel.

[NasaRene]

Ich glaub, der Ansatz ist falsch!
Arbeit leistet der Kite nur, wenn er mich gegen einen Wiederstand zieht und bewegt.
Im Normalfall ist die Bewegung senkrecht zur Wasseroberfläche. Ein Teil des Kitezuges wird dazu verwendet, mich vorm Umfallen zu schützen, wenn ich nach hinten gelegt bin, ein andere Teil um mich gegen den Wasserwiderstand zu schleppen.

Die Zugkraft des Kites:
Beim Kitesurfen bin ich so weit nach hinten geneigt, dass mein Arm das wasser berühren kann. (Winkelmessung ohne Geodreieck). An land hängte ich mich mit hilfe eines Zugkraftmessers am Trapez an einen Pfosten und stellte fest, dass es etwa 400-600N benötigt mich in dieser Position zu halten. Dabei wird keine Arbeit verrichtet.

Aber:
Wie gross ist der Wiederstand, den ich im Wasser habe? 500N brauch ich, um nicht umzufallen, aber woher kommt die Kraft zum Fahren; und wie gross ist sie?

Wenn ich unbeschleunigt fahre, kann ich aus meinem Winkel (eine Armlänge) und einem tiefgeflogenen Kite schließen, das hier auch ~500N ziehen. Aus GPS-Daten anderer Kiter schließe ich auf eine Geschwindigkeit von ca. 25km/h.
Beides gibt aber keine Auskunft darüber, wie viel Energie ich pro Zeiteinheit verbrate, oder?

NasaRene, im Winter-Wonder-Land

[rainer gumpinger]

@Kielkiter
Zitat:
"Eine Bitte noch:

Bitte macht nicht mit W = 1/2 m v² weiter. Das hat nichts mit Leistung zu tun!!! Da fehlt nämlich noch die Zeit in der Formel."

Ich dachte;
Geschwindigkeit ist doch Meter/Sekunde v=m/s .
Da ist doch eine Zeit mit dabei. oder hab ich was verpennt. Die Formel dass W= 1/2 mv² stimmt soweit ich weiß. Keine Ahnung ob sie zu dem Ansatz passt.

Gruß
RAINER

[Kitelehrling]

Rein biologisch gesehen würden mir bei einer zusätzlichen Dauerbelastung von z.B. 20 kg ganz schön die Oberschenkel brennen.
Schweben wir im Gleitzustand denn nicht übers Wasser? (fast)
Aber ruhig weiterrechnen

[Klaus (c:E]

Hai,

Zitat:...Bewegungsarbeit W=1/2mv²...

W = 1/2mv² ist die Formel für Bewegungsenergie, also kinetische Energie, nicht Bewegungsarbeit.

Der Kraftmesser am Wichard bringt hier auch nichts, weil eben die Antriebskraft und die Querkraft bei Leistungsberechnungen getrennt betrachtet werden müssen.
Da ist die Abschätzung von rob schon am ehesten interessant. Beim Springen wird in kurzer Zeit kinetische Energie (vor allem des Kiters) in Lageenergie umgewandelt, und für Energieumwandlungen kann man grundsätzlich den Begriff der Leistung verwenden.

Wenn ich am Wasserskilift locker mit einer etwa 3 kg entsprechenden Kraft von 30 N und 8 m/s GeschwindigKite hinter dem Seil herfahre, dann ist die erforderliche Leistung 240 N m/s bzw. 240 W.
Habe ich beim Kiten wegen der Querkräfte einen erhöhten Kantendruck aufzubringen, wird der Widerstand des Boards allerdings deutlich höher, so dass Leistungen im Bereich von etwa 1 kW, entsprechend 1.36 PS beim stationären Cruisen durchaus normal und realistisch sind.

[Ingoner]

1/2 mv2 ist die kinetische Energie, ja, um ein Energiepotential zu verändern muss die Arbeit deltaenergie geleistet werden. Also von Energie = 0 ausgehend ist Energie = Arbeit. Die Leistung jedoch gibt an, in welcher Zeit welche Arbeit verrichtet wird.

Jedoch, ausgehend von der ursprünglichen Frage nach der "Leistung des Kites" interessiert nicht allein die am "kiter" in Engerie verwandelte Leistung, sondern die auf das Gesamtsystem wirkende...
also in kinitische Energie des Kiters verwandelte, in Reibung und Deformationsarbeit im Wasser "vernichtete" leistung usw...

da ist es wirklich am einfachsten den Abflug nach oben zu betrachten...
alles andere ist viel zu komplex für ne kleine Rechnerei..

Kraft des Zuges zu messen bringt absolut null, stehend schon gar nicht, und bewegt zu kompliziert weil die Widerstände zu schwer messbar sind..


greets

[RalphB.]

@ingoner
Sehr guter Ansatz.
In Anbetracht, das 1 PS bedeutet 75kg werden in 1 Sekunde 1 Meter hoch gehoben, können wir daraus ableiten, wenn ein 75kg Kiter vom Kite in 1 Sekunde 5m gehoben wird, wirken 5 PS.
Springt der Kiter 10 Meter hoch wird dabei aber 2 Sekunden lang gehoben, wirkt die gleiche Leistung.

[petair]

Zitat:Original erstellt von RalphB.:
@ingoner
Sehr guter Ansatz.
In Anbetracht, das 1 PS bedeutet 75kg werden in 1 Sekunde 1 Meter hoch gehoben, können wir daraus ableiten, wenn ein 75kg Kiter vom Kite in 1 Sekunde 5m gehoben wird, wirken 5 PS.
Springt der Kiter 10 Meter hoch wird dabei aber 2 Sekunden lang gehoben, wirkt die gleiche Leistung.

ähm... noch nicht ganz. es fehlt noch was, nämlich die beschleunigung. der kiter wird nach schräg oben beschleunigt, hierbei wird beschleunigungsarbeit geleistet, die muss noch zur hubarbeit hinzu...


grüße

peter

[Kielkiter]

Ich glaube hier muss mal Leistung und Arbeit definiert werden.

W ist Arbeit
W = 1/2 m v² ist eine korrekte Formel für Arbeit.

Arbeit sagt aus wie viel Energie ein Körper besitzt (so ganz grob gesagt). Entweder potentielle Energie (W = m g h) oder kinetische (W = 1/2 m v²).
Beispiel (Reibungsverluste vernachlässigt): Ich baue mir einen Fahrstuhl. Dieser wird von einem Hamster im Hamsterrad betrieben. Dieser Fahrstuhl kann mich auf jede beliebige Höhe bringen (wenn ich nur lange genug warte). Von oben kann ich runterspringen. Setze ich die Formeln gleich, kann ich jede Geschwindigkeit erreichen (m g h = W = 1/2 m v²)

Wenn ich jetzt allerdings nicht so lange Zeit habe um zu warten bis der Hamster mich hochgebracht hat, brauche ich mehr LEISTUNG.

P = W / t = Arbeit pro Zeit

Mit lustigen Umformen kommt man auch darauf, dass:

P = F v = Kraft mal Geschwindigkeit

Von den 500 N Hakendruck von NasaRene ausgeht, muss man über Trigonometrie nur noch den Teil ausrechnen, der in Fahrrichtung zieht und schon hat man für jede beliebige Geschwindigkeit die Leistung des Kites.
Dabei kann man mit 1 kn = 1.8 km/h = 0,5 m/s rechnen (nicht ganz genau, aber für die ganzen Annahmen genau genug).

Wenn euch dieser Nachhilfeunterricht in Physik genervt hat, hättet ihr ihn nicht lesen sollen

Gruß
Lasse

[Kielkiter]

@ RalphB und Igoner

Das Problem beim Springen ist, dass die Leistung während des Sprunges nicht konstant ist.

Die maximale Leistung tritt beim verlassen des Wassers auf.
Die Leistung auf dem Höhepunkt des Sprunges ist genau Null, da man sich nicht bewegt. (Wenn man wieder nach unten segelt wird die Leistung des Kites sogar negativ, weil man sich gegen die Kraftrichtung bewegt).

Bei einer Durchschnittsleistung von 4 kW (wie rob sie ganz oben ausgerechnet hat) ist die Spitzenleistung (bei konstant abnehmender Sprungleistung) doppelt so hoch.

Ich würde hier jedem zustimmen, der meint, ein Kite könne (kurzzeitig) über 10 PS erzeugen.

So, jetzt dürft ihr mich Klugscheißermän nennen

[rainer gumpinger]

@Kielkiter

Danke für deine Informationen. ich hätte mir Mechanik 1/2 bzw 3/4 doch etwas genauer anschauen sollen.

Gruß
RAINER

[bavariangreek]

Zitat von Kielkiter

War auch nur mal eine grobe Überschlagsrechnung.
Mit der Hälfte an Kantendruck und einem Winkel um die 70 bis 80 Grad sollte man dann auf einen knappen kW kommen.


Eine Bitte noch:

Bitte macht nicht mit W = 1/2 m v² weiter. Das hat nichts mit Leistung zu tun!!! Da fehlt nämlich noch die Zeit in der Formel.

DAS STIMMT NICHT!!! V= s / t

t = Zeit

[bavariangreek]

Also ich würd einfach mal nen Kraftmesser dranhängen und die Zeit dazu stoppen. Diese Rechnerei bringt euch nicht weiter, weil man immer irgendwas übersieht... Und wenns nur die Kraft ist, die du beim Absprung mit deinen Beinen aufbringst.