Physics 4 you Oberstufenaufgabe
Segeln
Wenn Du an einem schönen Sommertag einen Spaziergang um die Alster machst, siehst Du bestimmt auch die vielen
Segelboote, die sich auf dem Wasser tummeln. Bis ins 19. Jahrhundert war das Segelschiff das geläufigste Transportmittel auf dem Wasser.
Denn auch wenn es zunächst so scheint, als ob Segelschiffe den Launen des Windes gnadenlos ausgeliefert sind, können sie doch
sehr flexible und unterschiedliche Kurse fahren. Heute schauen wir uns drei gängige Kurse an, die ein Segelboot fahren kann. Kannst Du dir vorstellen, welcher der schnellste ist?
Segeln
Welcher der, im Bild gezeigten Kurse, ist der schnellste?
- Vor dem Wind (Links)
- Halbwind (Mitte)
- Am Wind (Rechts)
- Alle sind gleich schnell
Lösung:
Erfahrene Segelerinnnen und Segler unter euch kennen die Antwort wahrscheinlich.
Richtig ist Antwort b - der Halbwindkurs. Das mag zunächst kontraintuitiv erscheinen,
betrachtest Du aber das Funktionsprinzip eines moderenen Segelbootes wird relativ schnell klar,
warum dieser Kurs der schnellste ist.
Moderne Segel sind ähnlich konstruiert wie die Flügel eines Flugzeugs. Durch diese Bauform ist es moderenen Segelbooten sogar möglich gegen den Wind zu fahren, indem sie kreuzen.
Vortrieb wird dabei nicht alleine durch die Komponente des Windes erzeugt, die senkrecht auf das Segel trifft, sondern auch dadurch, dass aufgrund des zusätzlichen Fahrtwindes ein Luftstrom entlang des Segels entsteht.
Die resultierende Windrichtung aus Fahrtwind und "wahrem Wind", die auf das Segelboot wirkt wird
häufig als "scheinbarer Wind" bezeichnet.
Betrachten wir nun die Kräfte, die bei den jeweiligen Kursen auf das Segelboot wirken, so wird deutlich, dass
die resultierende Vortriebskraft auf das Boot im Falle des Halbwindkurses um einiges höher ist,
da nicht nur der auf das Segel treffende, wahre Wind Vortrieb erzeugt, sondern auch der Luftstrom des scheinbaren Windes
um das Segel herum. Als Folge ist der Halbwindkurs einer der schnellsten Segelkurse auf dem Wasser.
