Forndran Sandra

 Name:

Forndran Sandra

Forndran Sandra
 

 Alter:

17

 Schule/Ausbildungsstätte:

Maximilian-von-Montgelas-Gymnasium Vilsbiburg

 Fachgebiet:

Physik

 Regionalwettbewerb:

Niederbayern

 Thema:

Untersuchung des Effekts des Windschattenfahrens beim Speedskating

 Projektgruppe:

 

Projektbeschreibung:

 

Bei schnellen Ausdauersportarten wie Rennradfahren, Handbikefahren und Speedskating ist es üblich, dass in Gruppen gefahren wird, sodass immer nur einer „im Wind“ fahren muss, während die anderen den Windschatten ausnutzen und so Kraft sparen können. Diesen Effekt, den ich selbst schon oft feststellen konnte, habe ich genauer untersucht. Dazu habe ich zuerst die Herzfrequenzen untersucht, die Fahrer an verschiedenen Positionen haben, um so auf eine geringere Belastung und somit niedrigeren Kraftaufwand schließen zu können. Diese Art die Kraftersparnis zu ermitteln stellte sich jedoch als schwierig heraus, da Erholungsphasen und individuelles Können eine große Rolle spielen, d.h. ein Mensch nicht wie eine Maschine funktioniert. Um also das Phänomen auch von physikalischer Seite her zu betrachten und auch quantitativ Unterschiede feststellen zu können, wurde die Kraftwirkung auf ein Modell, das aus zwei Zylindern bestand, die sich auf einer Platte in unterschiedlichen Positionen zueinander befanden, im Windkanal getestet. Dabei konnte man sehr gut sehen, wie die Gesamtkraft mit zunehmendem Abstand der Zylinder voneinander zunimmt, ebenso konnte man auch feststellen, dass auch der erste Fahrer eine etwas geringere Kraft aufwenden muss, wenn sich direkt hinter ihm ein weiterer Fahrer befindet. Diese Ergebnisse lassen sich mit dem Nachlauf, Verwirbelungen hinter dem umströmten Körper, begründen. Außerdem erhöht sich bei leicht schräger Positionierung des Zylinders die Kraft bei geringem vertikalem Abstand schneller als bei größerem. Zudem wurde ermittelt, dass der cw-Wert eines von mir verwendeten Zylinders etwa das Vierfache von dem eines Kleinwagens beträgt.