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Commit 304ce240 authored by Roger Wolf's avatar Roger Wolf
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# Fakultät für Physik
## Physikalisches Praktikum P1 für Studierende der Physik
Versuch P1-111, 112, 113 (Stand: **Oktober 2024**)
[Raum F1-10](https://labs.physik.kit.edu/img/Klassische-Praktika/Lageplan_P1P2.png)
# Aeromechanik
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Name: __________________ Vorname: __________________ E-Mail: __________________
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&\\
&\\
\end{split}
\end{equation*}
Name: __________________ Vorname: __________________ E-Mail: __________________
\begin{equation*}
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&\\
&\\
&\\
\end{split}
\end{equation*}
Gruppennummer: _____
\begin{equation*}
\begin{split}
&\\
&\\
&\\
\end{split}
\end{equation*}
Betreuer: __________________
\begin{equation*}
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&\\
&\\
&\\
\end{split}
\end{equation*}
Versuch durchgeführt am: __________________
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---
**Beanstandungen zu Protokoll Version _____:**
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&\\
&\\
&\\
&\\
&\\
&\\
&\\
&\\
&\\
\end{split}
%\text{\vspace{10cm}}
\end{equation*}
<br>
Testiert am: __________________ Testat: __________________
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# Durchführung
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**Detaillierte Hinweise zur Durchführung der Versuche finden Sie in der Datei [Aeromechanik_Hinweise.ipynb](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Aeromechanik/Aeromechanik_Hinweise.ipynb)**
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## Aufgabe 1: Bernoulli-Gleichung
**Die folgenden Versuche führen Sie im Zusammenhang mit der Vorbesprechung mit allen anderen Gruppen gemeinsam durch.**
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### Aufgabe 1.1: Statischer und dynamischer Druck
Bestimmen Sie mit zwei verschiedenen Sonden den statischen und den dynamischen Druck im Luftstrom einer Düse bei Drehzahlen des Motors zur Erzeugung des Luftstroms von $f=1300$ und $2600\,\mathrm{U/min}$:
* Mit einer **Rohrsonde**.
* Mit einer **Scheibensonde**.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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**L Ö S U N G**
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
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**D I S K U S S I O N**
*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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### Aufgabe 1.2: Venturirohr
Beobachten und skizzieren Sie den **Verlauf des statischen Drucks** längs des Luftstroms im Venturirohr.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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**L Ö S U N G**
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
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**D I S K U S S I O N**
*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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### Aufgabe 1.3: Aerodynamisches Paradoxon
Lassen Sie Druckluft axial zentrisch zwischen zwei eng aneinanderliegenden Kreisscheiben einströmen, so dass sie radial nach außen entweicht und erklären Sie Ihre Beobachtung.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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**L Ö S U N G**
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
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**D I S K U S S I O N**
*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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## Aufgabe 2: Charakterisierung des Luftstroms
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### Aufgabe 2.1: Geschwindigkeitfeld
Charakterisieren Sie das **Geschwindigkeitsfeld $v(r)$ des Luftstroms** für eine Drehzahl des Motors zur Erzeugung des Luftstrahls von $f=2600\,\mathrm{U/min}$.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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**L Ö S U N G**
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
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**D I S K U S S I O N**
*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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### Aufgabe 2.2: Kalibration des Motors zur Erzeugung des Luftstroms
Bestimmen Sie einen Zusammenhang zwischen Drehzahl des Motors zur Erzeugung des Luftstrahls und $v(d, r)$.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.*
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**L Ö S U N G**
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**D I S K U S S I O N**
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## Aufgabe 3: Strömungswiderstand
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### Aufgabe 3.1: Abhängigkeit von der Stirnfläche
Messen Sie bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit $v_{s}$ (entsprechend $f=2600\,\mathrm{U/min}$) den **Strömungswiderstand $F_{W}$ von drei Kreisscheiben** mit unterschiedlichen Radien $r_{i}$ und überprüfen Sie die Abhängigkeit von $F_{W}$ von der Fläche der Kreisscheiben.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
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**L Ö S U N G**
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**D I S K U S S I O N**
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### Aufgabe 3.2: Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Luftstroms
Messen Sie für **eine oder zwei Kreisscheiben Ihrer Wahl** $F_{W}$ in Abhängigkeit von $v_{s}$.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
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**L Ö S U N G**
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**D I S K U S S I O N**
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### Aufgabe 3.3: Abhängigkeit von der Körperform
Messen Sie nun bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit $v_{s}$ (entsprechend $f=2600\,\mathrm{U/min}$) den **Strömungswiderstand $F_{W}$ von mindestens 2 der folgenden Körper**, die am Versuch ausliegen:
* Kugel,
* Halbkugel (die Messung ist hier in zwei Richtungen möglich!),
* Stromlinienkörper.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
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**L Ö S U N G**
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**D I S K U S S I O N**
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## Aufgabe 4: Auftrieb
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### Aufgabe 4.1: Polardiagramm
* Messen Sie bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit $v_{s}$ (entsprechend $f=2600\,\mathrm{U/min}$) den **Auftrieb und den Strömungswiderstand eines am Versuch ausliegenden Tragflügelmodells** als Funktion des Anstellwinkels $\alpha$ und bestimmen Sie daraus das **Polardiagramm**.
* Bestimmen Sie die größte **Gleitzahl $E_{\mathrm{max}}$ und den sich daraus ergebenden günstigsten Gleitwinkel $\alpha_{\mathrm{max}}$**.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
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**L Ö S U N G**
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**D I S K U S S I O N**
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### Aufgabe 4.2: Druckprofil
Messen Sie bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit $v_{s}$ (entsprechend $f=2600\,\mathrm{U/min}$) den Druck an den Messstellen des am Versuch ausliegenden Tragflächenmodells für die Anstellwinkel $\alpha_{\pm}=\pm20^{\circ}$, sowie für den in **Aufgabe 4.1** bestimmten günstigsten Gleitwinkel $\alpha_{\mathrm{max}}$.
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**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**
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**L Ö S U N G**
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**D I S K U S S I O N**
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# Beurteilung
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* Nach Abschluss des Versuchs haben Sie die Möglichkeit diesen Versuch individuell zu beurteilen.
* **Folgen Sie zur Beurteilung dieses Versuchs diesem [Link](https://www.empirio.de/s/tYVstb2b5V)**.
* Beachten Sie, dass jede:r Studierende nur einmal pro Versuch eine Beurteilung abgeben kann.
* Wir empfehlen die Beurteilung nach der Besprechung Ihrer Versuchsauswertung mit Ihrem:r Tutor:in auszufüllen.
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## Physikalisches Praktikum P1 für Studierende der Physik
Versuch P1-23, 24, 25 (Stand: Oktober 2023)
Versuch P1-111, 112, 113 (Stand: **Oktober 2024**)
[Raum F1-10](https://labs.physik.kit.edu/img/Praktikum/Lageplan_P1.png)
[Raum F1-10](https://labs.physik.kit.edu/img/Klassische-Praktika/Lageplan_P1P2.png)
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