Matte/fysikhjälp

Allt mellan himmel och jord som inte rör airsoft direkt. Keep it clean.
User avatar
Skepparn
Posts: 634
Joined: 10 May 2012, 12:24
Played Since: 2009
Location: Göteborg

Matte/fysikhjälp

Postby Skepparn » 5 June 2014, 17:52

God eftermiddag

Jag köpte lite prylar på biltema idag för att bygga en fjädertestare (mäta styrkan på fjädrar), men jag får inte riktigt ihop det när jag räknar med formeln för potentiell energi. Siffran jag får ut känns för hög, och ökar för mycket exponentiellt med fjäderstyrka. Tror jag i alla fall, eller så används väldigt lite av energin i fjädern till rörelseenergi i kulan.

Använder först hookes lag F = -kx. F får jag från en dragvåg som jag använder för att komprimera fjädern. x får jag genom fjäderns längd minus avståndet från pistonghuvud till spring guide. Kvar har jag k (fjäderkonstant) som behövs i formeln för potentiell energi för fjädrar:

Image

Skulle någon som är bra på sånt här bara testa och se om ni får samma resultat med dessa parametrar:
F = 50N
X = 0,104m

Jag får fram PE = 2,6

Och, med de enheter jag använt, kommer då PE att visa energi i Joule?

Tack
Jobbar på Röda Stjärnan

User avatar
MiqaFox
Posts: 378
Joined: 14 May 2012, 15:50
Played Since: 2010
Location: Linköping

Re: Matte/fysikhjälp

Postby MiqaFox » 5 June 2014, 18:43

2,6 J verkar stämma. Vad är det för fjäder du använder?

Tror inte det är så konstigt att det är större förluster i ett gevär. Dels kan det finnas någon port på cylindern(som släpper ut luft och slösar energi redan innan). Men även om man har en full cylinder så finns det en hel del förluster:
  • Friktion mellan pistong-cylinder, kula-pipa, kula-hop
    Oavsett hur tät man tror bössan är så finns det garanterat glapp någonstans
    Luft som slipper förbi kulan
    Tryckförluster vid strömning
    Tryckförluster vid strypningar/vidgningar
    Sen så ökar dödvolymen hela tiden medan kulan rör sig frammåt i pipan
    Geväret är(troligtvis) inte heller perfekt balanserat för att nyttja all luft som finns tillgänglig i cylindern
    + saker som jag inte kan komma på just nu
Skulle inte bli det minsta förvånad om dessa försluter äter upp mer än 70%, ser inte det heller som något konstigt att de skulle öka exponentiellt. Verkligheten är allt annat än ideal :P
"If at first you don't succeed, go get a .50 cal" - DemolitionRanch

User avatar
Skepparn
Posts: 634
Joined: 10 May 2012, 12:24
Played Since: 2009
Location: Göteborg

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Skepparn » 5 June 2014, 19:30

Ok, men då är det väl helt enkelt så då, att systemet är väldigt ineffektivt. Med tanke på att man spräcker gearboxar även med ammunition så är det ju uppenbarligen en del kinetisk energi som går ut i gearboxen.

Jag testade med fjädrar jag har liggande och de som jag garanterat vet märke och styrka på gav mig:

DA m90 2,6J (den i exemplet)
Element m105 3,7J
DA m160 11,2J
Jobbar på Röda Stjärnan

User avatar
Protnev
Posts: 199
Joined: 14 May 2012, 20:24
Lag: Pathfinders
Location: Landskrona

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Protnev » 6 June 2014, 13:50

Softa med fysik är att om allt som matas in är i SI-enheter så får man ut SI-enheter. Så du får ut det i Joule. Påpekar också att det är F= kx och inte F= -kx som används. Annars blir det -2.6 J ju :) Samt att där finns en liten derivering gömd mellan dessa två ekvationer, viktigt för nörden inom mig att påpeka :) Sen sist, den expotentiella mojängen är inte så konstigt då x är upphöjt med 2. I ditt försvar, det är knappt att vi naturare fattar och orkar med denna matten. Om man gör det så får man gott bli civilingentinggör.

Den stora energiförlusten är inte heller så konstig. Var tre test man utförde under Fysik A el. B, som liten parv. Första har fjäderelongering, oscillation och slutligen en liten bilbana där bara fjädern puttar på. Dessa är väldigt fria från yttre faktorer. Tänk dig sen en AEG där vi har energikonvertering (fjäderns elasticitet till lufttryck) och en oftast portad cylinder, en knappast friktionslös pistong o-ring där trycket först ska överkomma energi som hoppen hindrar kulan. Sen är energin i den pressad luften som har gått om plats att tryckutjämna runt om kulan, innuti pipan, sen har du resterande luft som är kvar i systemet när kulan har lämnat loppet. Sen har du "täta" ställen innuti bössan.

Summa kardemumma, det är ett ineffektivt system. Men för att öka effektiviteten på systemet så kan man göra så kulan spenderar längre tid i pipan. Detta går ju självklart genom att förlänga pipan eller minska diametern. Döh! ;) Men genom att öka vikten på kulan kommer via också få ner hastigheten på kulan, (kinetisk energi, klassisk mekanik) vilket betyder att vi får enlängre tid innuti pipan. Varför är det viktigt? Jo, för väldigt många arrangörer kronar med egna, .20g kulor. Om spelaren kör med tyngre kulor så kommer .20g visa ett lägre J på krono än om spelaren kör med sin tänkta vikt. Det är en väsentlig skillnad när man kör med .30g kan jag säga med anekdotal evidens. Min 125m/s hamnardå i Auto A. Voilá, 10m säk till 5m säk för att vi inte förstår oss på Fysik A. Inte bra. Detta är nog känt hos de flesta gamla rävar då VSAF just har en tabell för flera vikter. MEN jag ser fler och fler nya arrangörer som kronor med egna .20g kulor.

Förlåt, jag kanske kapar din tråd ^^
Omnia dicta fortiora si dicta Latina

User avatar
Skepparn
Posts: 634
Joined: 10 May 2012, 12:24
Played Since: 2009
Location: Göteborg

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Skepparn » 6 June 2014, 20:28

Jao minustecknet ignorerade jag bara, antar att det är för dragfjädrar?

Ingen fara för kapning, fysiknörderi är uppskattat
Jobbar på Röda Stjärnan

Plupp
Posts: 124
Joined: 14 May 2012, 20:41
Lag: LASF
Played Since: 2005
Location: Ludvika

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Plupp » 8 June 2014, 01:01

Med korrekta beräkningsmodeller så är Joulen alltid densamme medans meter per sekund ändras pga kulvikten.
Detta går att skåda med just den formel som nyttjats: F=(1/2)*Massa*v^2

Om massan är 0.2g = 0.0002kg och hastigheten är 100m/s så blir F = 1 Joule
Joule = kg*m^2*s^-2 = Nm

Därefter om kulvikten ändras till 0.3g =0.0003kg så kommer hastigheten att ha ändrats när den testskjuts:
roten ur (2*F/(massan) = v = ~81.65m/s

Men, med det sagt så instämmer jag helt i föregående meddelande att det vi faktiskt inte vet är hur mycket av den mätta fjäderenergin överförs till kulan.
och hur stor är friktionen inne i pipan.
Men om man mäter m/s och vet kulvikten så är det inget bekymmer att använda klassisk kinetik/mekanik då friktionen kan rimligen antas vara konstant och därmed påverka kulan lika mycket oavsett kulvikt och styrka på fjäder, tätning etc.

Fjädertestaren har den underbara funktionen att man kan kolla hur starka fjädrarna är och därmed veta vilken i lådan med en blandning fjäderar som är en 100fjäder 120fjäder etc

User avatar
Protnev
Posts: 199
Joined: 14 May 2012, 20:24
Lag: Pathfinders
Location: Landskrona

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Protnev » 10 June 2014, 12:25

Men det är precis det jag syftar på, att teorin inte riktigt stämmer in med praktitken. En anledning till varför vi inte kan veta vad för krafter som påverkar kulan innuti pipan är att vi inte vet hur kulan beter sig innuti pipan. Varje år känns det som att man hör en ny opövad hypotes om hur kulan beter sig innuti en pipa, samt att det är anledningen till varför man ska köpa dess pipa/gummi. Men ingen data har visat vad som gäller. Varför jag nämner detta är att det är nog lite tveksamt om man ska anse att friktion är just den kraften som påverkar.

En sak ska jag också var tydlig till med när jag krona med 0,2g pga av arrangörer. Jag använder mig utav 0,3g hopinställning. Annars så skulle den ju ha förklarat varför det är en skillnad i Joule via friktion till gummit.
Omnia dicta fortiora si dicta Latina

User avatar
YogHippie
Posts: 1724
Joined: 7 May 2012, 15:03
Lag: Cannibal Hippies
Played Since: 2002
Location: BONNARP
Contact:

Re: Matte/fysikhjälp

Postby YogHippie » 10 June 2014, 14:28

Image

User avatar
Skepparn
Posts: 634
Joined: 10 May 2012, 12:24
Played Since: 2009
Location: Göteborg

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Skepparn » 10 June 2014, 22:41

det vi faktiskt inte vet är hur mycket av den mätta fjäderenergin överförs till kulan
Fast det vet vi ju om vi testar fjädern, och sen chronar bössan. Om en fjäder visar 3J PE, och bössan chronar 100ms@0,20g, så överförs ju 33% av energin?

Men du menar kanske utan att chrona bössan
Jobbar på Röda Stjärnan

Plupp
Posts: 124
Joined: 14 May 2012, 20:41
Lag: LASF
Played Since: 2005
Location: Ludvika

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Plupp » 19 June 2014, 22:44

Protnev:

Jag är rätt säker på att djupdyka i hur kulan beter sig i pipan är av liten betydelse då samma pipa används och samma kulstorlek (med en felmarginal på högst +-0.02mm).
Det enda som ändras är kulvikten. Effekten för varje skott kan dessutom ofta skilja sig +- någon enstaka procent.
Detta bör förenklas bort vid en korrekt beräkning av detta och för att göra det upprepningsbart.
upprepningsbart = användningsbart.

Bra att ha koll på är max Joule, min Joule och median Joule. För skjutgränsers skull så är det oftast max Joule som gäller.

Du har en poäng kring hoppen, men om den är rätt inställd från början så blir återigen effekten densamme.
vore intressant att testa skillnaden mellan en bra ställd hop-up gentemot en körd i botten.
Skulle denna vara liten så kan den snabbt anses har för liten påverkan, personligen tror jag den är liten och mest påverkar kulbanan pga spinn.

MEN, det behöver testas... :mrgreen:

Skepparn:

Tyvärr så säger inte styrkan på fjädern någon om den överförda energin till kulan.
Detta kan givetvis kartläggas genom att använda 5 olika styrkor på fjädern och testa varje fjäder i samma bössa med samma pipa etc.
Och även med 5 olika kulvikter.

När en uppmätt styrka på fjädern 3J och 6J så innebär det inte att 6J är dubbelt så effektiv som 3J.
Då moder jord tycker om utrycket 2^(1/2) dvs roten ur 2.

Sannolikheten att den överförda energin är linjär är högst osannolik.
troligen är den logaritmisk (annat ord: exponentiell).

För att använda ditt exempel (om mitt exempel ;) ) med en 33% kraftöverföring så skulle troligen en 6J fjäder med samma kulvikt överföra ~28% av sin energi.
Men återigen, detta kräver gedigen kartläggning för att fastställa samband mellan fjäderstyrka och Joule.
Dessutom så försätter en sådan mätning endast en sorts bössa med en viss sorts pipa och även samma tillverkare på allt.

Helt enkelt, det är inte värt mödan att kartlägga detta för endast en bössa (vill man ha två så måste proceduren repeteras).

YogHippie:
Jäpp... :geek: ;)

Lösning:
Mät Joulen.
Om fjädern flyttas till en annan bössa måste mätningen göras om.
Bössan bör mätas någon gång per år förutsatt att inget blivit bytt i den (tex pipa), samt mätas före varje spel efter att något har blivit bytt i den.

Om Skepparn bemödar sig att skaffa fem olika fjädrar och fem olika kulvikter så lovar jag att assistera med beräkningarna under förutsättning att jag kan vara med under mätningarna och mäta med minst två olika chronografer.

User avatar
Protnev
Posts: 199
Joined: 14 May 2012, 20:24
Lag: Pathfinders
Location: Landskrona

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Protnev » 20 June 2014, 00:00

Tror du missar mig i språket, eller så missar jag mig själv.

Pipan är inte det relevant. Det som är relevant är den acceleration kulan får innuti pipan. Men som du påpekar, här behövs en ordentlig hypotesprövning.

Blir dock lite konfundersam varför du påpekar max, min och median. Sant, vi använder oftast max utslaget när vi skjuter n kulor som gräns. Men egentligen borde vi ju använda oss utav ett 95% CI, men vem fan pallar det :) Då blir ju max värdet ointressant, förutom i uträknadet av standardavvikelse och väntevärde. Försök beskriva det för en elektrikern som står och kronar dina bössa.

Klart jag har en poäng om hoppen ;) Samma effekt får vi tack vore friktionen. Men sen vilken den relevanta formel är en annan fråga. Förmodligen en där friktionen är konstant så hoppen kan försummas. Kanske en där tidsderivatan har större roll ;) Och slutligen, jepp såklart är det spinn, formel är den fina magnus effekten. Därför ORGA har varit så fancy och kallat sina pipor för "magnusbarrel".

Men som du säger, testa (ehm, hypotespröva) och sen kom tillbaka med dina knasiga tankar, Protnev. Dock ligger där rätt många framtida hypotesprövningar, som jag skulle vilja utföra, på min hylla redan.
Omnia dicta fortiora si dicta Latina

User avatar
Skepparn
Posts: 634
Joined: 10 May 2012, 12:24
Played Since: 2009
Location: Göteborg

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Skepparn » 20 June 2014, 00:34

Tyvärr så säger inte styrkan på fjädern någon om den överförda energin till kulan.
Kanske är jag som är dum men jag ser inget i svaret som svarar på min invändning:

Om vi redan har mätt upp potentiell energi i fjädern, och sen chronat bössan och vet hur många joule i utgångsenergi kulan har... då vet vi väl? Jag menar inte att man vet vad den gör i nästa bössa utan att mäta först, utan i den bössa man redan mätt både värdena på.
Jobbar på Röda Stjärnan

Plupp
Posts: 124
Joined: 14 May 2012, 20:41
Lag: LASF
Played Since: 2005
Location: Ludvika

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Plupp » 20 June 2014, 00:48

Mycket möjligt att vi går om varann med ord.
Jag håller inte med dig ord för ord, men jag tror att vi är inne på samma spår.

Varför jag påpekar max, min median är för egen del, därav "bra att ha koll på..." inte "måste".
Jag vill veta vad min bössa maxar, har som lägst och vad den gör för det mesta. Mest för att det ger mig en trygghet när jag avståndsbedömer.
Max joule är däremot ett måste.
kände inte till CI så jag läste på kort om det, confidence interval (CI)[om jag har förstått förkortningen rätt?]. Håller med dig om att det vore intressant, men det känns irrelevant då maxvärdet är ju egentligen gränsvärdet vilket är det intressanta.

Pipar har betydelse om den byts, tex en 25cm pipa mot en 50cm pipa. Även typ etc. Men jag tror att vi kanske säger samma sak med helt olika ord här.

Den relevanta formeln är fortfarande den om Kinetisk energi [F=(1/2)*Massa*v^2] och den relevanta hastigheten är den som kulan har då den lämnar mynningen.
Friktionen är bara konstant om vi kan anta att den inte ändras, vilket vi gör om vi antingen skruvar ner hopen eller testar med samma hop-up inställningar.
Om vi dessutom kan visa att skillnaden i skruvad hop-up är marginell så kan vi även bortse från skruvad hop-up så länge vi är medvetna om felet.

Dvs om felet är mindre än ~4% så är det ok. Det är dock min egen åsikt om hur mycket fel som är ok.

Skepparn:
Sällan, på gränsen till aldrig fel att be om ett förtydligande :)
Ja, om man gör som du skrev nyss så vet man vad den fjäder i den bössan under rådande förutsättningar har för utbyte. Problemet är att vad ska du med den informationen till?

Den går inte att använda till att tex vad en annan fjäder med ett annat uppmätt värde har för utbyte i samma bössa, utan att göra tidigare nämnda tester och analyser.
Så vad ska du med förhållandet mellan en fjäder, Joule och given bössa??

Förlåt om jag låter näsvis, det är verkligen inte meningen.

EDIT:
Magnuseffekten har jag vid ett tidigare tillfälle fått bevisat var ej korrekt.
Dock kan jag inte komma ihåg varför så jag har inget att styrka det med. :roll:

User avatar
Skepparn
Posts: 634
Joined: 10 May 2012, 12:24
Played Since: 2009
Location: Göteborg

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Skepparn » 20 June 2014, 01:39

Problemet är att vad ska du med den informationen till?
Nä har väl inte menat att man kan använda informationen till så mycket, bara menade att om man mätt upp så vet man hur mycket energi som överförs till kulan, och det lät på dig som att PE - Utgångsenergi != förlust och ville bara veta om det var nån fysikmagi jag missat däremellan.
Jobbar på Röda Stjärnan

User avatar
Protnev
Posts: 199
Joined: 14 May 2012, 20:24
Lag: Pathfinders
Location: Landskrona

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Protnev » 20 June 2014, 13:07

Men precis! Skulel vi snacka öga mot öga så skulle vi antagligen hållt med varandra på tre minuter och slutat dum förklara varandra av misstag. Men tack vore magin av internet och vår dåliga svenska sitter vi här ^^

Får också be om ursäkt för drygning med 95% CI. Anledningen är att jag misstänkte att du gjort din kandidat och då går man gärna en statestikkurs. Kortfattat är det baserat på sannolikhetsläran som säger att min bössas utgångshastighet går mot oändligheten, dock väldigt liten sannolikhet. Därför nöjer vi oss gärna med att skita i vissa extremtal vars sannolikhet är alldeles för låga för att vi ska bry oss. Alltså det max och min värde som du snackar om. Så ett 95% Ci säger oss att om vi gör en randomiserat utfall så kan vi med confidence säga att 95 % av gånger kommer utfallet kommer hamn inom vårt intervall. Mitt tips är att inte sova på statestiken även om den är skittråkig. När du väl fattar den är den guldvärd!

Sen så pratar vi verkligen förbi varandra om pipan. kinetisk enerig är det relevanta, fritkion är av vikt när det kommer till hop. ~4 % låter rimligt när jag hjälper folk med sina bössor. Själv får min egna aeg inte gå över 1 %

Det med magnuseffekten är dock intressant. Försök luska på det. Den beskriver ju väldigt det fenomen som hoppen ger. Finns det en raffigare formel till det hela så är den för jobbig för airsoftlogi, precis som kinetisk energi är för jobbig att förklara när man kronar :)

Till slut klämm ska jag säga att du väcker min vilja att hypotespröva en hel del. Om jag får råda bot på min Pollux stenosis analis så kommer jag fiska efter fenomen som behövs lösas i en annan tråd. Stay tunes!

Och skepparn, love it att du faktiskt tagit dig tid och mätt fjädrar och dessutom postat resultatet. Fick en bekräftelse på lite airsoftologi. Dessutom kanske du fått en förklarning till varför jag är så dryg i andra trådar, då jag är en akademiker ^^ Inga otrevliga känslor från mig, även om jag låter som en dryg jävel :)
Omnia dicta fortiora si dicta Latina

User avatar
Skepparn
Posts: 634
Joined: 10 May 2012, 12:24
Played Since: 2009
Location: Göteborg

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Skepparn » 20 June 2014, 13:19

Har inte postat så mycket resultat dock, främst för att jag testade en Systema 190 och sprängde riggen i bitar (: men det kommer
Jobbar på Röda Stjärnan

Plupp
Posts: 124
Joined: 14 May 2012, 20:41
Lag: LASF
Played Since: 2005
Location: Ludvika

Re: Matte/fysikhjälp

Postby Plupp » 20 June 2014, 13:46

Protnev:
Helt rätt så har jag gjort min kandidat, men ingen statistikkurs läst än. Bara vanlig ingenjörsmatte.
Beror troligen på inriktningen mot material (har ej haft möjlighet att välja statistik). På väg mot master just nu.
När det stod matte/fysik hjälp kunde jag inte hålla mig :roll:

95%CI är ett intressant inlägg och fenomenet har givetvis brukats om att mätvärden som är helt off troligen är icke pålitliga.

Missade faktiskt helt att svara på det om att förklara chroning för en elektriker (ersätt gärna elektriker med annat valfritt icke ingenjörsyrke).
Jag säger alltid att det är Joulen som gör ont, inte meter per sekund. Får jag mothugg så brukar jag svara med att om ett dammkorn med en (hypotetisk) vikt av 0.000001g (Ett mikrogram) träffar någon med 200m/s så känns det inte ens [40 mikrojoule]. Med det sagt så behöver man inte bry sig om meter per sekund utan endast vilken Joule (eller kalori eller Nm eller vilken annan enhet man finner lämplig, personligen föredrar jag Joule i airsoftsammanhang). Än så länge så har den förklaringen fungerat, men jag är öppen för revidering om så skulle vara fallet ;)

Ska kolla med en klasskompis som gjorde ett kort arbete om lyftkraft hos flygplan, det är där magnuseffekten nämndes och sedan sågades. Återigen låter jag detta vara osagt då jag inte minns med säkerhet hur det var kring detta. (kan även varit tvärtom att magnuseffekten var högst verklig).

Skepparn:
Instämmer helt med Protnev att det är riktigt bra att du tagit dig tid till att mäta detta för att sedan dessutom posta resultatet.
Hoppas verkligen att du fortsätter med det :)
Fick själv en del idéer tack vare ditt inlägg som jag troligen inte fått annars.


Return to “Övrigt snack”

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 10 guests