Prellschlag - Messgerät

Pendeln ist einfacher. Dazu reicht ein Bindfaden.

Noch einfacher ist Knete und das Prinzip der Härtemessung! Am Schaftende einen Prüfkörper befestigen, abschlagen und Eindringtiefe messen und ausrechnen. Fertig. Die Festigkeit der Knete kann man vorher mit einem def. Gewicht bestimmen. Je tiefer dann die Eindringung... Knete ist auch insofern gut geeignet, da sie für den Moment der Messung sich ähnlich wie die weiche Schulter verhält. Alternativ geht auch Ton.

Zum Pendeln:
Funzt halt nur nicht, da kein kurzfristiger Maximal-Impuls gemessen wird.

Blödes Beispiel:
Einer haut Dir voll von der rechten Seite ins Gesicht und danach etwas weniger von der rechten Seite ins Gesicht.
Jetzt könnte man Sagen. Der Kopf ist doch in der gesammtheit nur ein wenig nach rechts gewandert.

Gruß Play

Jede Meßmethode ist auch nur dafür geeignet, was sie aussagen soll! G-Kräfte, Zeigerausschläge und Zeitlupen würden mir hier nix verdeutlichen können. Wie fühlt sich das an der Schulter an? Und wie wirkt das wohl auf Glas? Daher würde ich hier der Messung etwas gegenüberstellen, wo ein bleibender Eindruck bleibt. Allein um die Vorstellungskraft zu unterstützen. Zwar kommt auch hier nur eine Zahl heraus aber eben auch ein sichtbares Ergebnis, dass man sich so besser vorstellen kann.

Imho gibt es kein standardisiertes Meßverfahren um die Stärke des Prellschlags anzugeben. Unter 6,3 J kann man sich schließlich auch kaum was vorstellen. Wenn es sich aber genau darum geht, dann braucht es eine Methode, die dem Empfinden folgen kann. Daher mein Vorschlag. Am Ende kommt ja doch überall dasselbe raus, nur ob man sich was drunter vorstellen kann, steht nicht dabei. Darum geht es sich wohl.

Zitat von Udo1865

ich weiß gar nicht was ihr hier noch diskutiert. Da steht doch alles. Inklusive Diagramm G-Kräfte usw.Da braucht man nicht spekulieren und auch nix vermuten, keine tollen Versuchsaufbauten die sowieso nicht sinnvoll sind usw.

Die Vibrationen hauen die ZFs kaputt. Fertig.
Die ganze Sache spielt sich in 50-100 Mikrosekunden ab, wenn man sich das Diagramm anschaut. Da braucht man Profiequipment.

Gruß Udo

Nun, irgendwann gings auch mal ohne GPS oder Eisenbahn Die Startfrage nach einem objektiven Messgerät relativiert das nicht zwingend.

Pendeln hört sich gut an, aber: laut Impulserhaltungssatz

Weg/Zeit x Masse (Kolben) = Weg/Zeit x Masse (Restgewehr)

Die Zeit ist auf beiden Seiten gleich, kann man also wegkürzen. Bleibt nur noch der Weg im umgekehrten Verhältnis der Massen. Das hiesse, wenn das Restgewehr das 20-fache Gewicht des Kolbens hat: Das Gewehr bewegt sich nur 1/20 des Kolbenwegs, egal wie stark die Feder ist.

In Alltagsdeutsch: Bei Verdoppelung der Kolbengeschwindigkeit braucht dieser nur die halbe Zeit bis zum Anschlag.
Ebenso wird das Gewehr zwar doppelt so schnell zurückgetrieben, aber nur die halbe Zeit. Der Auslenkungsweg bleibt also gleich.

Der Knackpunkt bleibt, wie schon in Beiträgen 3, 5 und 15 gesagt, der Sensor mit Auflösung im Mikrosekundenbereich und in Richtung von 100 G.

Andreas

Also bisher sind wir doch mit der hoch analytischen Skala von "prellschlagfrei" bis "tritt wie Esel" ganz gut ausgekommen. Das nimmt eh jeder anders wahr, ist wie mit der Lautstärke.
Ich finde z.B. die Baikal MP61 hat einen eher schwachen Prellschlag, von anderen hier hab ich schon gehört dass sie ihre MP61 wieder verkauft oder zurück geschickt haben weil ihnen der Prellschlag zu heftig war.
Wenn die Wahrnehmung so unterschiedlich ist, was nützt uns dann die Info "der Prellschlag beträgt 13,5 PE" ?

Mikrosekunden und 100G hat man aber auch nur in einem sehr begrenzten, lokalen Raum. Die erfährt man ja so nicht an der Schulter und auch nicht am ZF. Was nutzt es also, an diesen Stellen so genau zu messen, wenn die Auswirkung am Schaft oder am ZF eine ganz andere ist? Es macht doch einen Unterschied ob ich eine Kraft am Ort des Geschehens oder an ihrer möglichen Auswirkung messe? Am Schaft und ZF werden wohl kaum noch 100G anstehen, denn bis dahin wird sie zu einem durch das dazwischen liegende Material gebremst und an der Schulter auch noch durch die subjektive Gewebebeschaffenheit. Wir müssen hier auch zwingend unterscheiden zwischen Schwinggeschwindigkeit und Schwingbeschleunigung- ergo das, was am "Ende" der zu messenden Stelle dabei raus kommt und welche Kräfte es an dieser Lokalität bewirkt! Eintrittskraft ist nicht gleich Austrittskraft.

Wer sich die Sache mal anschauen möchte, hier sind Schwingungskurven zu sehen, ein wenig Interpretationsarbeit wurde auch schon aufgewendet.
Aus ihnen ergeben sich keine Wegstrecken oder G-Werte, sie geben nur die Bewegung des System wieder.

Was kommt zuerst - Austritt des Dias oder Einschlag des Kolbens?

Stefan

@ Gilmore:

Was du beschreibst, ist der Rückstoß, bei dem die Kraft (Masse mal Beschleunigung) des Kolbens samt etwa zur Hälfte die der Feder gleich groß sind, wie diejenige des Restes der Waffe, nur dort halt in entgegengesetzter Richtung, also nach hinten.

Der Prellschlag dagegen wirkt nicht nach hinten, sondern nach vorne, und zwar wenn der Kolben am Ende seines Weges relativ hart aufschlägt und die Waffe dadurch nach vorne treibt. Hierbei handelt es sich weder um eine Kraft, noch um Energie, sondern um einen Impuls (Masse mal Geschwindigkeit). Hier zählt also nicht der Weg und die Zeit, sondern nur die Geschwindigkeit, mit welcher der Kolben am Ende aufprallt. Die Geschwindigkeiten des Kolbens und der gesamten Waffe stehen dabei im umgekehrten Verhältnis wie ihre Massen.

Beim Pendelversuch würden sich allerdings Rückstoß und Prellschlag zum Teil aufheben, weil sich die Waffe ja zunächst nach hinten (Rückstoß) und dann nach vorne (Prellschlag) bewegt. Um den Prellschlag per Pendelauslenkung zu messen, muss man also den Rückstoß unterbinden, indem man zum Beispiel den Schaft hinten mit einer starren Stütze an der Ruckwärtsbewegung hindert.

Pendeln funzt halt nicht. Hier hilft nur Zeitlupenkamera oder Beschleunigungssensor. Beide liefern exakte Ergebnisse.

Gruß Play

Zitat von Tarkus the Maverick

Hierbei handelt es sich weder um eine Kraft, noch um Energie, sondern um einen Impuls (Masse mal Geschwindigkeit).

Dir ist schon klar, dass diese Größen zusammenhängen? Um einen Impuls zu erzeugen bzw. aufzuheben wird eine Kraft benötigt und wenn diese über eine Zeit wirkt, verbraucht/überträgt sie eine Energie.
Die Energie ist proportional zum Quadrat des Impulses, das heißt, doppelter Impuls = vierfache Energie. Die Größen stehen aber in direktem Zusammenhang.

Nun wissen wir, dass der Impuls, den der Kolben durch den Rückstoß erhält, genauso groß ist wie derjenige, den er durch den Prellschlag wieder abgibt (das kleine Geschoss und die Verluste lassen wir mal außen vor). Der Unterschied ist tatsächlich die Kraft, die beim Beschleunigen über einen längeren Zeitraum wirkt und niedriger ist als beim Abbremsen, wo es eine starke Kraft auf kurzem Weg ist.

Ja, und die Erde ist eine Scheibe.

Yup. Ein Impuls ist auch Energie bzw eine Energie-Übertragung. Die kin. Energie des einen Körpers wird z.T. in die Gesamtbewegung des Gesamtkörpers (LG + Kolben) und z.T in Wärme und oder Verformungsenergie umgewandelt. Wobei hier die Verformungsenergie praktisch fast 0 ist.

Gruß Play

Ein Impuls ist eben nicht "auch Energie".

Impuls:
p = m × v
Energie:
E = m × v² / 2

Nur weil in der oberen Formel kein E enthalten ist, bedeutet es nicht, daß da keine Energie drin vorkommt.
Man könnte jetzt beide Formeln nach m oder v umformen z.B. m = p / v oder v = p / m bzw m = 2 * E / vhoch2 und dann gleichsetzen

Dann kann man die Gesamtformel nach E oder p umformen. Und schon hat man eine Formel, die ganz klar zeigt, daß Impuls etwas mit Energie zu tun hat.

Gruß Play

Sagen wir mal so: Die Energie hat mit dem Impuls so viel zu tun wie der Querschnitt mit dem Durchmesser eines (runden) Rohres.
Natürlich hängen sie direkt voneinander ab: Vergrößere ich das eine, vergrößert sich automatisch auch das andere.

Der Zusammenhang ist nicht linear sondern quadratisch: Bei doppeltem Impuls bzw. Durchmesser erhält man die vierfache Energie bzw. Querschnitt.

Soweit zu den Unterschieden. Aber: Wenn wir ohne Verluste und alles rechnen und am Ende sowieso die Nullsumme rauskommen muss, ist es doch egal, ob man über die Energie oder den Impuls geht.

Es gibt halt den Energie- und Impulserhaltungssatz. Wobei beim es beim Impuls idealisiert ist, da in der Regel immer ein Teil des Impulses bzw der Impulsenergie in andere Energieformen umgeformt wird. Beim Flummiball erwärmt sich der Flummi z.B.

Gruß Play

Um mal Licht in das Physikdunkel zu bringen
Ein mechanisches System kann Energie speichern. Diese Energie kann üblicherweise durch die Massieu-Gibbs-Funktionen [1] ausgedrückt werden. Weiterhin bietet es sich an, die Energie über die Erhaltungsgröße (Impuls) und das zu speichernde Bauelement (Masse) auszudrücken. E = 1/m × p². Da messtechnisch der Impuls (p) schwer zu bestimmen ist, verwendet man auch gerne die Geschwindigkeit. Eco = m × v² / 2. Allerdings handelt es sich dann nicht mehr um die Energie, sondern um die Ergänzungsenergie [2]. Bei linearen Speicherelementen sind beide Energien gleich groß. Das ist bei kleinen Geschwindigkeiten der Masse erfüllt.

Um auf das eigentliche Thema wieder zurückzukommen.
Ein geeignetes Messsystem zur Bestimmung des Prellschlages ist eine Messkette bestehend aus einem Beschleunigungssensor und einer schnellen Messdatenverarbeitung. Der Beschleunigungssensor sollte dabei sehr leicht sein und die entsprechenden maximalen Beschleunigungen (+/- 1000 m/s²) messen können. Weiterhin sollte das Messsystem eine ausreichend hohe Abtastrate haben (ca. 50 kHz) und einen ausreichenden Dynamikumfang (90 dB). All das ist mit einem 0815 Sensor und einem Arduino nicht zu machen. Wenn jedoch ausreichend Interesse besteht, bin ich gerne bereit, diese Messungen bei mir im Labor durchzuführen.

[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamisches_Potential
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Coenergy