Mir wurde gestern diese Frage gestellt und ich kann die Antwort nicht mit Sicherheit geben. Hier mal die Fragestellung!

Ein Segelschiff, dass von dem Seewind angetrieben wird, bewegt sich mit Geschwindigkeit vorwärts. In welche Richtung weht die Fahne? Windrichtung oder entgegen der Windrichtung?

Meine These:
Mein Physikunterricht hat mich eigentlich folgenendes gelehrt. Die Kraft, die der Wind auf das Schiff ausübt, ist niemals größer, als die Bewegungsenergie, die das Schiff hat, weil das Schiff die Reibungskraft des Wassers bzw. den Wasserwiderstand überwinden muss. Das bedeutet, dass die Windenergie nachwievor größer ist und die Fahne nicht von dem Fahrtwind beeinflusst wird, sondern von der Windrichtung. Also weht sie mit den Wind!

These meiner Freundin:
Das Segel stellt einen größere Fläche da, die die Windkraft immens verstärkt. Immerhin würde ein kleines Boot, mit einem kleinen Segel, eine geringere Geschwindigkeit erreichen, als das große Schiff mit riesigen Segel, eben weil das große Schiff mehr, von der Windkraft nutzen kann. Die hohe Geschwindigkeit soll ausreichen, um die Fahne entgegengesetzt vom Wind wehen zu lassen, also soll Sie von dem Fahrtwind getragen werden.

Und jetzt seid ihr am Zug! Wer gewinnt den großen Physikpreis im Delphi-Forum, indem er die richtig Lösung aus dem Hut zaubert!

nun... ich sage (aufgrund beobachtung), dass ihr beide recht habt. nimm dir mal ein kleines fähnchen (oder band oder was auch immer) und papp es dir an dein auto/fahrrad.

wenn du jetzt mit dem wind fährst, wirst du ab einer bestimmten geschwindigkeit feststellen, dass die fahne/der wimpel/das bändchen die "flatterrichtung" wechselt...

wenn die durch die bewegung erzeugte "windenergie" größer als die tatsächlich vorhandene ist, weht das fähnchen gegen den "wind"... ansonsten ist sie "an die windrichtung" gebunden

ich halt zu dir mexx, der Wind ist auf jedenfall stärker als der Fahrtwind (und so die Geschwindigkeit des schiffs, deshalb glaub ich, dass die Fahne win windrichtung weht, also gegen die Fahrtrichtung!

mexx hat folgendes geschrieben:

Die hohe Geschwindigkeit soll ausreichen, um die Fahne entgegengesetzt vom Wind wehen zu lassen, also soll Sie von dem Fahrtwind getragen werden.

nur mal so kurz nachgedacht: Was macht Deine Freundin mit den Segeln? Werden die für den Fahrtwind "unsichtbar"? Meiner Meinung kann der Fahrtwind nie gleich groß/größer werden als der "Rückenwind", da ja sonst die Segelfläche wieder wirkt (entgegengesetzt).

Allerdings sollte man noch bedenken, dass Segelschiffe auch zu einem gewissen Grad gegen den Wind segeln konnten, also der Wind muss nicht zwangsläufig von hinten kommen.

Grüße
Lemmy

crowley hat folgendes geschrieben:

nun... ich sage (aufgrund beobachtung), dass ihr beide recht habt. nimm dir mal ein kleines fähnchen (oder band oder was auch immer) und papp es dir an dein auto/fahrrad. wenn du jetzt mit dem wind fährst, wirst du ab einer bestimmten geschwindigkeit feststellen, dass die fahne/der wimpel/das bändchen die "flatterrichtung" wechselt... wenn die durch die bewegung erzeugte "windenergie" größer als die tatsächlich vorhandene ist, weht das fähnchen gegen den "wind"... ansonsten ist sie "an die windrichtung" gebunden

Du kannst das mit dem Fahrtwind eine Fahrrades nicht vergeleichen. Knackpunkt dieser Frage ist eigentlich, welche Kraft ist größer? Fahrwind oder Seewind. In Deiner These, verwendest Du die Bewegungsenergie eines Menschen.

Mir fällt gerade ein, dass das Schiff nicht nur die Reibungskraft des Wassers überwinden muss, sondern auch den Luftwiderstand. Somit kann auf keinen Fall die Fahrtgeschwindigkeit größer sein, als die Windgeschwindigkeit. Die Fahne wird also vom Wind getragen! Ich brauche aber noch mehr Aussagen! Sitzt nicht gerade einer von euch in der Schule oder Uni und kann einen Lehrer oder Prof. fragen?

Hier mal die grafische Darstellung meiner These. Ich hoffe ich habe die Formelzeichen richtig verwendet, sonst erschlägt mich meine ehemalige Physiklehrerin.

Als alter Segler hier mal eine Anmerkung !

Die Windrichtung und Windstärke an Bord eines Fahrzeuges (egal ob Segel oder nicht) ergibt sich aus der Summe des Fahrtwindes und des "wahren" Windes.
Somit ist die Richtung in die die Fahne weht abhängig vom gefahrenen Kurs und der gefahrenen Geschwindigkeit !

chrisw hat folgendes geschrieben:

Somit ist die Richtung in die die Fahne weht abhängig vom gefahrenen Kurs und der gefahrenen Geschwindigkeit !

Das verstehe ich nicht!

Abhängig vom Kurs würde bedeuten, dass der Seewind keine Rolle spielt, sondern die Fahne entgegengesetzt des antreibenden Windes wehen kann.

Abhängig von der Geschwindigkeit würde folgendes bedeuten: Weht die Fahne gegen den Seewind, bedeutet das, dass die Fahrgeschwindigkeit höher ist, als die Antriebskraft. Aber woher kommt denn Deiner Meinung nach diese zusätzliche Energie.

In meinem Beispiel gehen wir jetzt mal davon aus, dass das Schiff immer gerade aus fährt und der Wind auch nur aus einer Richtung kommt. Das macht es einfacher.

OK, sorry mein Fehler!
Es sollte heissen:

Somit ist die Richtung in die die Fahne weht abhängig vom gefahrenen Kurs, der gefahrenen Geschwindigkeit und dem wahren Wind!


Also:

Kommt der wind von achtern (raumer Wind) : Fahne weht zum Bug des Bootes, da die Geschwindigkeit geringer als der wahre Wind ist (wahrer Wind 5 Knoten, Geschwindigkeit 4 Knoten; Wind an Oberdeck 1 Knoten nach vorn)

Kommt der Wind von vorne ; Fahne weht nach achtern: wahrer Wind 5 Knoten, Geschwindigkeit 4 Knoten; Wind an Oberdeck 9 Knoten nach achtern)


Bei allen anderen Kursen ist es entsprechend abhängig, wie o.g.

Ich bin Leie, was diese Fachbegriff betrifft. Deshalb bitte ich Dich, es noch einfacher auszudrücken.

dann übersetze ich mal

chrisw hat folgendes geschrieben:

OK, sorry mein Fehler! Es sollte heissen: Somit ist die Richtung in die die Fahne weht abhängig vom gefahrenen Kurs, der gefahrenen Geschwindigkeit und dem wahren Wind! Also: Kommt der wind von achtern (raumer Wind) : Fahne weht zum Bug des Bootes, da die Geschwindigkeit geringer als der wahre Wind ist (wahrer Wind 5 Knoten, Geschwindigkeit 4 Knoten; Wind an Oberdeck 1 Knoten nach vorn) Kommt der Wind von vorne ; Fahne weht nach achtern: wahrer Wind 5 Knoten, Geschwindigkeit 4 Knoten; Wind an Oberdeck 9 Knoten nach achtern) Bei allen anderen Kursen ist es entsprechend abhängig, wie o.g.

wenn der wind von hinten kommt und schnneller weht als die mit dem boot gefahrene geschwindigkeit (wie es nun mal bei segelbooten prinzipbedingt immer sein muss), weht die fahne nach vorne: windgeschwindigkeit 5, fahrgeschwindigkeit 4 -> 5 - 4 = 1 -> die fahne weht mit einer geschwindigkeit von 1 nach vorne

wenn der wind von vorne kommt... sich also wind und "fahrtwind" addieren, haben wir in dem beispiel: windgeschwindigkeit 5, fahrgeschwindigkeit 4 -> 5 + 4 = 9 -> die fahne weht mit einer geschwindigkeit von 9 nach hinten

C.

Ganz einfach:
Die größte Umsetzung der Windenergie in Bewegungsenergie des Bootes bekommt man, wenn man "vor dem Wind" fährt (Wind von achtern). Also genügt es diesen einen Fall zu prüfen.
Das Boot kann nie schneller fahren, als der Wind weht. Ansonsten bekäme man Gegenwind. Somit muss die Fahne mit dem Wind wehen.

EDIT: Sehe gerade bei Crowley, dass er im Prinzip schon das gleiche geschreiben hat.

Kurz und prägnant:

de.wikipedia.org/wiki/Scheinbarer_Wind

Wenn der Wind von vorne kommt, kann ein Segelschiff nicht dagegen fahren. Ein Segelschiff kann nur "kreuzen".
Also wenn der Wind von vorne kommt dann fährt das Schiff höchstens rückwärts.
Das Fähnchen weht in Windrichtung.

Also stimmt ja meine These. Die Fahne wird vom Seewind getragen, weil es keine andere Kraft gibt, die diese Fahne antreibt.

Robert.Wachtel hat folgendes geschrieben:

Kurz und prägnant: de.wikipedia.org/wiki/Scheinbarer_Wind

Aber keine Erklärung für meine Frage!

Laut Wiki also in Richtung scheinbarer Wind. Wäre auch irgendwie einleuchtend. Stell die vor du hast das Fähnchen in der Hand, es kann nur in die von dir wahrgenommene "scheinbare Windrichtung" wehen, falls diese null ist weht das Fähnchen auch nicht.

mexx hat folgendes geschrieben:

Robert.Wachtel hat folgendes geschrieben: Kurz und prägnant: de.wikipedia.org/wiki/Scheinbarer_Wind Aber keine Erklärung für meine Frage!

Als kürzlich auf einer Segeltour gewesender kann ich dazu nur sagen: doch

Die Fahne weht in Richtung scheinbarer Wind. Auf dem Segelschiff gibt es keinen anderen Wind.

Wie jetzt?

Is doch eigentlich ganz einfach

Die Fahne weht in die Richtung, in die der Wind bläst. Das Bezugssystem ist dabei das Schiff, und nicht, wie bei einem Fahnenmast im Hafen, die Erdoberfläche. Der Wind, der auf dem Schiff spürbar ist, setzt sich dabei zusammen aus dem Fahrtwind, der durch die Bewegung des Schiffes relativ zum Erboden ensteht, und dem tatsächlichen Wind, den ein ruhender Betrachter (relativ zum Erdboden) messen würde.

Leicht OT dazu fällt mir ein Zitat von Einstein ein, das ich kürzlich in einer Signatur gelesen habe (hier oder in der DP):

Albert Einstein fragte mal:

Hält Wien an diesem Zug?