Wenn wir beispielsweise bei einem Basketball den Innendruck erhöhen oder verringern, wirkt sich das auf das Gewicht oder die Masse des Balls aus?
Ich berechne die Energie, die verbraucht wird, wenn der Ball mit unterschiedlichen Innendrücken aufprallt. Ich verwende die Formel: Energie dissipiert = mg (h1-h2)
sollte ich die Masse der Luft oder nur die Masse des Balls als Konstante in meinen Berechnungen berücksichtigen?
Da die Luft im Ball im Ball bleiben wird, ist die Masse des Balls und der darin enthaltenen Luft konstant und sollte für Ihre Masse verwendet werden, um den Verlust an potenzieller Gravitationsenergie zu berechnen.
Für einen ausgewachsenen Basketball mit einer Masse von ca
wenn die Luft an war
und bei dem empfohlenen Luftdruck von ca
Atmosphären dann ungefähr die Luftmasse in einem Basketball ist
.
Alles, was Sie tun müssen, ist die Masse des Basketballs mit der Luft darin zu messen.
Es gibt noch einen weiteren Faktor, den Sie berücksichtigen sollten, und das ist die Arbeit, die durch den viskosen Widerstand des Basketballs geleistet wird.
Der viskose Widerstand
hängt von der Stirnfläche des Basketballs ab
, die Dichte der Luft
, die Geschwindigkeit des Basketballs
und der Luftwiderstandsbeiwert
was ungefähr gleich angenommen werden kann
in diesem Fall.
Was Sie entscheiden müssen, ist, ob die Kraft auf den Basketball mit dem Gewicht des Basketballs signifikant ist.
Wenn dies der Fall ist, müssen Sie dies in Ihren Berechnungen berücksichtigen, was nicht so einfach ist, da sich die Geschwindigkeit (und damit der viskose Luftwiderstand) ändert, wenn der Ball fällt und dann zurückprallt.
Wenn man die Luft in die Masse des Balls mit einbezieht, dann gilt: Je mehr Luft, desto mehr Ballmasse. Eine Erhöhung des Luftdrucks erhöht sicherlich die im Ball enthaltene Luftmenge und würde daher die Ballmasse erhöhen. Luft hat bei einem Atmosphärendruck eine Masse von ca . Es steigt ziemlich linear an, wenn der Druck steigt. Das heißt, wenn Sie den Druck verdoppeln, verdoppelt sich die Masse (bis der Druck so hoch ist, gibt es andere Veränderungen in der Luft). Vergessen Sie auch nicht, dass beim Komprimieren von Luft diese erwärmt wird. Sie müssten sich also entscheiden, ob Sie es so messen oder warten möchten, bis es abgekühlt ist.
Floris