Titel: Ueber der Widerstand, welchen Körper bei ihrer Bewegung erleiden.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1833, Band 49, Nr. XXXIII. (S. 183–185)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj049/ar049033

XXXIII. Bemerkungen über die Reibung und über den Widerstand, welchen Körper bei ihrer Bewegung erleiden. Von T. S.

Aus dem London Journal of Arts. Junius 1833, S. 292.

Die Versuche, welche Hr. Graham vor 2 bis 3 Jahren über das Ziehen von Bothen auf Canälen mit großen Geschwindigkeiten anstellte, führten zu Resultaten, welche, als sie zum ersten Male bekannt wurden, allgemeine Verwunderung erzeugten, indem dieselben auf den ersten Blik das alte Gesez umzustoßen schienen, nach welchem der Widerstand, den ein Both erfährt, wie die Quadrate der Geschwindigkeiten zunimmt. Diese Abweichung von dem Geseze des Widerstandes ward jedoch bald durch die Annahme erklärt, daß das Both, wenn es mit großer Geschwindigkeit gezogen wird, zum Theil aus dem Wasser gehoben und dadurch zu einem Bothe wird, welches weniger Wasser aus der Stelle treibt. Hrn. Neill's neueste Versuche bestätigen diese Annahme, und zeigen, daß die scheinbar wunderbaren Wirkungen der großen Geschwindigkeiten das ausgemittelte Gesez des Widerstandes nicht im Geringsten beeinträchtigen.

Die Beobachtung und Erwägung dieser Versuche und ihrer Resultate führte mich zu der Betrachtung, ob sich dasselbe Princip, nach welchem ein Both bei sehr großer Geschwindigkeit zum Theil aus dem Wasser gehoben wird, nicht noch viel weiter in seiner Anwendung ausdehnen ließe. Es scheint mir nämlich hiernach, daß das natürliche Resultat einer jeden sehr großen Geschwindigkeit, mit der sich ein Körper auf irgend einer Oberfläche oder in irgend einem Medium bewegt, darin besteht, daß der Körper zum Theil von dem Medium oder der Oberfläche, auf der er ruht, emporgehoben wird, und also |184| mit einer geringeren Menge von Widerstand leistenden Theilchen in Berührung kommt.

Mehrere Mechaniker haben (obschon noch durchaus keine genauen Versuche hierüber angestellt wurden) die Bemerkung gemacht, daß sich die Wagen auf den Eisenbahnen bei sehr großen Geschwindigkeiten (wie z.B. bei 20 Meilen in der Stunde) mit geringerer Reibung bewegen, als bei geringeren Geschwindigkeiten (wie z.B. bei 7 Meilen per Stunde).36) Dieß ist nun aber nur dadurch möglich, wenn die Schienen von einem Theile der Last oder des Drukes des Wagens befreit werden, oder mit anderen Worten, wenn die Wagen zum Theil außer Berührung mit den Schienen kommen. Ich will damit keineswegs sagen, daß die Wagen die Schienen gar nicht berühren, sondern bloß, daß sie dieselben weniger berühren, als dieß bei einer langsameren Bewegung der Fall ist, oder daß die Reifen der Räder nicht so tief in die Schienen eingreifen.

Man bemerkt ebenso auch auf den gewöhnlichen Straßen, daß wenn ein Wagen sehr schnell fortrollt, derselbe die Oberfläche des Bodens nur leicht berührt. Am auffallendsten sieht man dieß, wenn der Boden weich ist, d.h. wenn sich derselbe mehr der Natur und den Eigenschaften einer Flüssigkeit nähert.

Alle Körper, die nicht vollkommen hart sind, nähern sich aber mehr oder weniger dem flüssigen Zustande, und zwar so, daß jeder Körper, den man auf dieselben legt, bis auf einen gewissen sichtbaren oder unsichtbaren Grad in sie einsinkt, wenn das Gewicht dieses Körpers so groß ist, daß es eine Reibung veranlaßt. Wenn nun der Körper, welcher getragen werden soll (z.B. ein Wagen), in Bewegung gesezt oder auf irgend eine Weise gezogen wird, so muß er jene Theilchen des tragenden Körpers, die vor ihm liegen, aus der Stelle treiben (d.h. er muß sie entweder zerquetschen oder niederdrüken), und dadurch entsteht der Widerstand gegen die Bewegung.

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Nun erfordern aber die Theilchen der Flüssigkeiten, ihre Dichtheit mag groß oder gering seyn (und ich betrachte hier scheinbar harte Substanzen als Flüssigkeiten), je nach ihrer Dichtheit und Adhäsionskraft immer eine gewisse Zeit, bis sie der einwirkenden Kraft nachgeben und bis sie ihre Stellung verändern. Wenn daher ein Körper veranlaßt wird, sich mit einer solchen Geschwindigkeit durch die Flüssigkeit zu bewegen, daß die Zeit der Zunahme der Bewegung nicht geringer ist, als die Zeit, welche die Körper nöthig haben, um aus der Stelle zu treten, so wird die Tiefe, bis auf welche der getragene Körper in das tragende Medium einsinkt, keine Veränderung erleiden, wobei der Widerstand gegen die Bewegung des Körpers durch die Zahl der Theilchen regulirt wird, welche der fortrollende Körper zu zerquetschen oder niederzudrüken hat. Erhöht man hingegen die Geschwindigkeit des gezogenen Körpers bis auf einen solchen Grad, daß die Zeit der Zunahme seiner Bewegung geringer ist, als die Zeit, welche die Theilchen des Widerstand leistenden Mediums nöthig haben, um der einwirkenden Kraft nachzugeben, so wird der sich bewegende Körper emporgehoben werden, und folglich nicht so viele Theilchen aus der Stelle treiben, so daß die Reibung oder der Widerstand gegen die Bewegung des Körpers mithin geringer werden muß.

Ich nehme nun an, daß die Räder eines Wagens sowohl auf einer gewöhnlichen Straße, als auf einer Eisenbahn zum Theil in dem Materiale der Straße oder der Bahn einsinken, so wie z.B. ein Both zum Theil in das Wasser eines Canales einsinkt. Ich nehme ferner an, daß die Wagenräder bei großen Geschwindigkeiten in einem gewissen Grade emporgehoben werden, und folglich eine geringere Menge der Substanz, aus welcher die Straße besteht, aus dem Wege treiben, gleichwie ein Both bei großer Geschwindigkeit zum Theil aus dem Wasser emporgehoben wird und dann eine geringere Menge Wassers aus der Stelle treibt, als bei einer geringeren Geschwindigkeit der Fall ist. Ist diese Ansicht richtig, so läßt sich darnach die Thatsache, daß die Reibung auf den Eisenbahnen bei großen Geschwindigkeiten verhältnißmäßig geringer ist, leicht erklären.

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Diese Beobachtung wird durch die Berechnungen, welche über die von den Maschinen der Dampfwagen ausgeübte Kraft angestellt wurden, unterstüzt. Diese Berechnungen wurden nämlich in der Voraussezung angestellt, daß die Reibung eines Wagens an einer Eisenbahn eine constant bleibende Quantität sey, und man berechnete die von der Maschine ausgeübte Kraft durch Anschlagung der Zahl der Umdrehungen der Räder per Minute (nach der Zahl der Kolbenstöße der Maschine und dem Durchmesser der Räder) und durch Multiplication der Bewegung des Kolbens der Maschine mit dem zählenden Widerstande (contant resistance), welchen dieselbe zu überwinden hat. Nach dieser Art von Berechnung ergab sich nun eine Kraft, die weit größer war, als sie den Dimensionen der Cylinder und dem Verbrauche an Dampf gemäß seyn sollte. Hieraus schloß man also, daß man, wenn man die Reibung als constant oder unveränderlich annahm, die Berechnung auf einen irrigen Grund basirte, und daß die Reibung bei sehr großen Geschwindigkeiten geringer seyn muß, als bei langsamen Bewegungen, – ein Schluß, der um so mehr Gewicht erhielt, als er auch durch Thatsachen untersucht würde.

A. d. O.

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