Strömungsdynamik - Die Physik der NRW Waffensachverständigen erklärt Teil 5

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zum nächsten Teil unsere Serie zu Physik der Waffensachverständigen aus NRW. Da ein deutlich stärkeres Interesse am Thema besteht, als wir ursprünglich erwartet haben geht es auch direkt weiter, ob wohl fünfzig Prozent von uns ein wenig angeschlagen sind.

Aber nochmal ganz kurz erklärt worum es eigentlich geht und zwar so, dass auch Menschen es verstehen, welche nicht so Tief im Thema Waffenkunde sind wie wir. Es gibt eine kleine Gruppe von Menschen im Bundesland NRW, welche vom Staat als Waffensachverständige verbrieft und abgestempelt wurde. Dabei wird jedoch nicht verfahren wie zum Beispiel bei KFZ-Sachverständigen, welche der Staat erst ausbildet, dann in die freie Wirtschaft entlässt und sich diese nach einigen Berufsjahren dann wiederholt. Waffensachverständige dagegen, bilden sich gegenseitig aus und rekrutieren sich oft aus Soldaten. Erstes hat den Effekt einer langen Kette von Stille Post und das zweite sorgt dafür das die sogenannten vereinfachten und beruhigenden Erklärungen Eingang in den dortigen Wissenkreislauf fanden. Ergebnis ist ein "Wissen", welches vorwiegend aus Hörensagen, Legenden und stark vereinfachter Küchenphysik bestehen. Jetzt mögen einige einwenden, dass man ja einfach alles mal sichten und widerlegen könnte. Das Problem bis her war aber, dass das Wissen der NRW Waffensachverständigen nur zum Teil verschriftlich vorliegt und dass auch noch unter Verschluss. Nun hat hat sich aber Jemand dort eingeschlichen, alles Material kopiert aber leider nicht veröffentlicht, da uns hier leider das Urheberrecht einen Strich durch die Rechnung macht. Also wurde alles vom Waffensachspion zusammengefasst und auf aus dieser Zusammenfassung leisten wir hier unseren bescheidenen Anteil und leiten die Grundregel der Physik der NRW Waffensachverständigen aus diesen ab.

Dieser Artikel hier, baut stark auf den vorherigen "Erkenntnissen" über Druck sowie denen aus der Fluidmechanik auf.

• Teil 1 - Bewegung von Körpern
• Teil 2 - Reibung
  
• Teil 3 - Druck
• Teil 4 - Fluidmechanik
• Teil 5 - Strömungsdynamik
• Teil 6 - Superposition

Und auch hier wieder eine deutlich Warnung! Die folgenden Erklärungen zur Strömungsdynamik können bei naturwissenschaftlich vorgebildeten Menschen starke körperliche und seelische Schmerzen hervorrufen. Wir haften nicht für bleibende sowie temporäre Personen- und Sachschäden.

Um die Strömungsdynamik der Waffensachverständigen zu erfassen sehen wir uns ein System auf der XZ-Achse, ergo der Vogelperspektive an. Hier sehen wir von oben ein Labyrinth in welches, in der oberen rechten Ecke, Wasser eingegossen wird. Wie wir im Teil zu Strömungen gelernt haben, suchen sich Strömungen nicht nur den Weg des geringsten Widerstandes, sondern sind vielmehr in der Lage, diesen bereits vor jeder Bewegung vorauszusehen. Das eingegossene Wasser weiß also, dass der gestrichelte hell grüne Pfeil der Weg des geringsten Widerstanden sein wird. Da das Wasser oben unten sowie rechts durch Wände "blockiert" wird, fließt es zunächst nach links.

Bei der Fließbewegung entsteht nach den NRW Waffensachverständigen eine "Welle". Dabei entspricht der Wortgebrauch eher der Umgangssprache, als der physikalischen Definition einer echten Welle. Nach dieser bewegt sich bei einer Welle keine große Masse an Materie, aber das erklären wir im noch folgenden empirischen Appendix.

Hier macht sich also unsere Welle auf in Richtung des geringsten Widerstandes und nimmt dabei "e" auf, ergo die mysteriöse Bewegungsenergie der Waffensachverständigen (das was in der seriösen Physik der Impuls wäre).

Diese Bewegungsenergie "e" sorgt dann auch dafür, dass die "Welle" erstmal doch nicht den Weg des geringsten Widerstandes geht, sondern erstmal geradeaus in die Sackgasse oben links strömt.

Da Wellen eine Form von Druck sind und Druck das gleiche ist wie Stoß, gibt die Welle dem Labyrinth an dieser Stelle einen Stoß und würde das Labyrinth nach links bewegen, wenn dies möglich wäre. Dies geht aus den Unterlagen zu Schalldämpfern hervor.

Da das Labyrinth jedoch fest ist, hat der Stoß dort keinen Erfolg und wenn Stöße keinen Erfolg haben kehren sie um. Das sieht man aus Sicht der Waffensachverständigen auch Deutlich an Feuerwaffen des Typ Vordrucklader. Da hier der Rückstoß keinen Erfolg beim Verschluss (gemeint ist der Stoßboden) hat, macht er kehrt und zieht stattdessen den Lauf dieser Waffen nach vorne.

Unsere "Welle" macht also frustriert kehrt und nimmt nun doch wieder den Weg des geringsten Widerstandes und fließt durch die Öffnung in den Rest des Labyrinthes.

Dieses Prinzip der frustrierten Umkehr von Kräften wurde auch Nachfrage vom Waffensachspion auch als Erklärung dafür herangezogen, dass Bälle genau deswegen von Wänden abprallen. Der Ball kann die Wand nicht bewegen, also kehrt sich seine Bewegungsenergie einfach um. Weswegen dann Bälle auch von beweglich gelagerten Türen abprallen, die sich nach dem Zusammenprall auch bewegen wurde ausweichend beantwortet*.

Nun gerät unsere Welle an einen Scheideweg und trifft frontal auf eine Wand des Labyrinths, von welchem es zwei Wege gibt. Davon führt eine in eine Sackgasse, der andere aus dem System heraus. Die angenommene Intelligenz der Strömung weit der Welle (kleine blaue Pfile) jedoch den richtigen weg und es kommt zu einer Wellenbewegung nach rechts. 

Zudem sind Strömungen nicht nur in der Lage, den Weg vorauszusehen, sie wissen zudem, wo sie mit Druck (was das Gleich ist wie Stoß) Erfolge erzielen können werden. Aus diesem Grund drückt der Druck im Gasblock einer AK auch erstmal nur uns ausschließlich auf den Kolben und nicht auf die Wände des Gasblocks. Dies geht angeblich aus einer Nachricht in einer Chatgruppe der Waffensachverständigen hervor, in welchem verneint wurde, dass der Gasdruck im Gasentnahmeblock einer Kalaschnikow diesen, und den damit verbundenen Lauf, nach unten biegen könne.

Im Zeitabschnitt sechs (t6) folgt die "Welle" (kleine blaue Pfeile) weiter dem Weg des geringsten Widerstandes und bewegt sich auf die äußere rechte Wand des Labyrinthes zu.

Nun trifft die "Welle" auf die begrenzende Labyrinthwand, überträgt dieses mal jedoch keine Bewegungsenergie aus diese. Dies steht auf den ersten Blick im starken Widerspruch zu den Ereignissen zwischen t3 und t4, wo der Labyrinthwand ein Druck/Stoß versetzt wurde. Der Grund kann dabei nur darin liegen, dass es sich oben links im Labyrinth um eine Sackgasse handelte, bei der Nische, wo sich die "Welle" nun zum Zeitabschnitt sieben befindet, gäbe es nicht nur den Weg zurück, sondern den weg nach unten, um die Kurve herum.

Diese seltsame Erklärung ergibt sich, wie nicht anders zu erwarten, aus dem recht jungen Material der Waffensachverständigen zu Schalldämpfern. Hier werden dem Schalldämpferkörper nur Stöße nach vorne gegeben, bedeutet nur die zur Waffe hinzeigenden Oberflächen der Lamellen erfahren Stöße, nicht so die nach vorne gerichteten und auch die Außenwände der Schalldämpferrohre erfahren keine Stöße. 

Nun hat es die Strömung (lila Pfeil) geschafft, der "Welle" (blaue Pfeile) den richtigen Weg zu zeigen. Da der richtige Weg nun geschafft ist, entschließt sich auch das Wasser aus der Sackgasse, oben links im Labyrinth, nach zu fließen und den Weg raus aus dem System zu nehmen. Würde nun kein weiteres Wasser oben rechst nachgegossen werden, würde sich das gesamte Labyrinth leeren.

Wer aber im vorhergingen Teil aufgepasst hat der weiß, dass sollte vorher noch eine Öffnung oben im Labyrinth entstehen, könnte die gesamte Strömung kehrt machen und nach oben abfließen. So wie der sich später öffnende Verschluss einer schallgedämpften Feuerwaffe, dafür sorgt, dass alle Pulvergase aus dem Schalldämpfer nach hinten aus der Waffe herausströmen.

Empirischer Appendix 5a

Nun aber genug von dem Unsinn der Waffensachverständigen und ihren intelligenten Strömungen. Nun kommen wir zum schwierigen Teil, denn Strömungsmechanik hört sich deutlich einfacher an als sie eigentlich ist, besonders die Darstellung im zwei dimensionalen Raum ist eine nicht zu unterschätzenden Herausforderung, weswegen dieser Appendix hier so ziemlich das schwierigste wird, was wir bisher für diesen Blog geschrieben haben. Wer der englischen Sprache mächtig ist, kann sich gerne dieses Video hier ansehen, wo es zwar in erste Linie um elektrische Strömungen geht aber diese werden anhand von Fluidströmen sehr gut erklärt. 

Das Tolle an unserem kleinen Labyrinth ist, dass jeder mit ein paar Lego oder besser Duplo-Steinen das ganze einfach nachbauen kann. Da Wasser für eine genaue Beobachtung meist zu schnell fließt, kann man auch einfach Sand oder, wie wir das damals auf dem Gymnasium hatten, mit Erbsen erleben. Bei letzterem muss man jedoch das Labyrinth recht hoch bauen, da die vertikale Fluidität von Erbsen recht schlecht ist. Mit vertikaler Fluidität meint man übrigens den Drang einer Teilchen, oder im Fall von Erbsen den Drag der einzelnen Erben, von einander herunter zu rutschen, wenn man versucht diese über einander anzuordnen.

Hier sehen wir nun unser Labyrinth, in dessen obere rechte Ecke Wasser eingegossen wird. Da in der Realität Druck allseitig ist und sich eben nicht auf intelligente Weise den Weg des geringsten Widerstandes suchen kann, fließt es nach alles Seiten hin weg. Dabei kann man sich das ganze wirklich wie viele viele kleine Erbsen vorstellen, welche zunächst vertikal aufeinander liegen aber dann nach dem Bruchteil einer Sekunde bereits von einander herunter rutschen. Nur das H2O-Wassermoleküle (Dihydrogenmonoxid) sehr klein sind.

Sobald das Wasser mit den Wänden des Labyrinthes in Kontakt kommt, gilt actio-reactio das Wasser übt eine Kraft auf die Wände aus aber die Wände üben auch eine Kraft auf das Wasser aus und hinderten  das Wasser (kleine blaue Pfeile) durch ihre Gegenkraft (kleine graue Pfeile) daran in diese Richtung weiter zu fließen. Die Wassermoleküle welche an den Wänden anliegen, werden an jeder weiteren Bewegung nach oben, unten sowie nach rechts gehindert. Es bliebt dem Wasser nur der Weg nach links. Das Wasser hat durch die Allseitigkeit seines Drucks den "richtigen" Weg regelrecht erraten.

Durch das abfließen nach links vom Ursprungort, sinkt der Druck in dieser Richtung, dies wiederum veranlasst, dass die weiter nachgeschütteten Wassermoleküle in diese Richtung fließen. Dabei sind die Wassermoleküle ebenso wenig intelligent, wie eine Erbse in einem Labyrinth aus Legosteinen. 

Bei der nun einsetzenten Bewegung des Wassers handelt es sich nur der Umgangssprache nach um eine Welle. Denn in der Physik wird eine Welle eigentlich als eine sich vorsetzende Zustandsänderung ohne bewegte Materie definiert. Wenn man zum Beispiel einen Teppich ausschüttelt und dabei Wellen erzeugt, bewegt sich das vordere Ende, an dem man schüttelt, niemals zum Ende, wie man gut am Muster erkennen kann. In unserem Beispiel bewegen sich jedoch die Wasserteilchen vorne aktiv durch das Labyrinth. Der Fachbegriff variiert ein wenig in der Fachliteratur zur Strömungsmechanik aber wir verwenden hier den Begriff der Flutung, der in unseren Augen besser vom Begriff der Welle abgetrennt ist als die zweite Option Brandung.

Bei ihrem Weg durch das Labyrinth gewinnen die Wassermoleküle, welche Teil der Flutung sind an kinetischer Energie (kin_e), diese ist eine Folge der Schwerkraft, welche die Wassermoleküle von dem sich im Ursprung bildenden Wasserberg herunterzieht. Dabei ähneln die einzelnen Wassermoleküle unseren Beispielhaften Erbes, welche beim herunterrollen von sich aufbauenden Erbsenturm ebenfalle kinetische Energie aufbauen können.

Diese kin_e ist dann auch verantwortlich dafür, dass erstmal deutlich mehr Wasser in die Sackgasse fließt als nach unten. Und ja es fließt dabei auch eine ganz erbleiche Menge Wasser nach unten, oder eher nach Süden, da unten eigentlich als tiefere Punkt definiert wäre. Die Ursache dafür ist, wieder mal die Allseitigkeit des Drucks, welcher jede Möglichkeit zur Expansion ausnutzt und da die Öffnung nach Süden keine begrenzenden Wände bietet, welche dieser Expansion durch ihre Gegenkraft Widerstand leisen könnten, nehmen einige Wassermoleküle diese Gelegenheit war. Dabei sind diese jedoch immer noch nicht intelligent, sondern rollen einfach, wie Erbsen mal in diese und mal in die andere Richtung aber damit beträten wie die Gefilde der Chaostheorie.

In der der Sackgasse passiert nun etwas sehr sehr wichtiges und zwar staut sich hier das Wasser, da es nicht nach vorne wegfließen kann, halten Wassermoleküle hier einfach an. Das passiert solange, bis der Pegel in der Sackgasse sich mit dem Pegel an der Abzweigung angleicht. Ab diesem Zeitpunkt hilft es die Wassermasse innerhalb der Sackgasse als einen eigenen fluidmechanischen Köper zu betrachtet, welcher nicht mehr Teil der Strömung ist. Dieser Fuildkörper übt nun eine Gegenkraft auf das nachströmende Wasser aus (kleine blaue Pfeile), diese Gegenkraft drück so auf das nachströmende Wasser, dass es sich ähnlich verhält wie die Begrenzung des Labyrinths. Das Wasser in der Sackgasse verbleibt dort und ein Austausch von Teilchen findet nur noch im Ramen der Brownschen Molekularbewegung statt.  

Durch die fluidmechanische Begrenzung der Sackgasse geht die Strömung (rosaner Pfeil) wirklich den Weg des geringsten Widerstandes. Jedoch nicht als Folge einer inneren Intelligenz, sondern deswegen, weil die Allseitigkeit des Drucks und die dahinter liegende Zufälligkeit der Bewegung von Millionen von Wassermolekülen diesen Weg des geringsten Widerstandes regelrecht erraten.

Auf die Probe gestellt wird dieses Prinzip noch einmal in dem Moment, in welchem die Strömung (rosaner Pfeil) auf die Abzweigung trifft. Aufgrund der nach der Kurve wieder aufgenommenen kinetischen Energie trifft unsere Flutung (umg. Welle) auf die Wand das Labyrints und übertragt dabei natürlich wieder kinetische Energie auf diese. Dabei darf aber nicht vergessen werden, dass auch auf alle anderen Wände, welche Kontakt mit Wasser haben, eine Kraft einwirkt und zwar der Statische Druck. Auch die stehenden Wassermassen in der Sackgasse üben diesen Druck aus. Dabei ist dieser statische Druck vor allem davon abhängig, wie hoch das Wasser an der jeweiligen Stelle steht.

Das gleich lässt sich auch bei Erbsen in einem Legolabyrinth beobachten. Wenn man hier nicht anständig Fuge-Stein-Fuge gebaut hat, sondern Stein-auf-Stein, kann einem bei entsprechend hobem Erbsenstand auch mal ein Loch in die Mauer brechen.

Da Druck nach wie vor allseitig ist, strömt der Wasser nun zu gleichen Teilen nach links wie nach rechts*², wobei zwei temporäre Strömungen (rosa Pfeile) entstehen, da es zu diesem Zeitpunkt noch nicht klart ist, welche Richtung am Ende der Weg des geringsten Widerstandes sein wird. Dabei sollten wir kurz erwähnen, dass auch dieser "Weg" nicht willkürlich ist, sondern immer den Weg vom Eingang, in der Fluidmechnik oft Füllstelle genannt, zum Ausgang ergo dem Ablauf ist.

Dauerhafte Strömungen brauchen dabei immer beides. Ein System das nur einen Ablauf besitzt, läuft nach einiger Zeit schlicht leer und lässt dabei eventuell noch ein paar Pfützen mit unbewegten Fluiden darin zurück. Ein System welches nur gefüllt wird, ohne ablaufen zu können, findet sich irgendwann geflutet wieder, wobei neu eingefülltes Fluid sich nur noch gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt. Systeme ohne Ab- und Zulauf, bleiben einfach leer.

Da wir in unserem System beides haben, bildet sich eine Strömung, welche jedoch im Zeitabschnitt sieben (t7) noch nicht den richtigen Weg, ergo jenen zum Ausgang unten rechts gefunden hat. Aus diesem Grund existieren zwei Bewegungen, welche man, je nach Fachgebiet und Literatur als temporäre Strömungen oder Flutungen bezeichnen könnte, wobei die Spitze dieser Flutungen als Brandungen bezeichnet werden könnten. 

Wie auch in den anderen Zeitabschnitten wirken die Wände des Labyrinthes so auf das Wasser, dass zum Beispiel die linkte Flutung nach Süden umgelenkt wurde, die rechte Flutung ist kurz davor ihren Richtung zu ändern, da die Wassermoleküle von den Gegenkräften der Moleküle der Labyrinthwand davon abgehalten werden einfach nach rechts aus dem Labyrinth heraus zu fließen. Die Wassermoleküle, welche aufgrund der Chaostheorie zufällig den Weg nach rechts einschlagen sind erfolgreicher und tragen so die Strömung in die richtige Richtung. Wobei das Adjektiv richtig, in unsere Perspektive eingeordnet werden muss, aus der Sicht eines H2O-Molekül gibt es ein richtig oder falsch. Es hat nicht davon Teil einer Strömung zu sein oder in einer Sackgasse oder in einem Strömungstotraum zu sein.

Zum letzt beobachteten Zeitabschnitt (t8) ist nochmal etwas bemerkenswerstes passiert. Die linke temporäre Strömung, ist auf die linke untere Labyrinthwand gestoßen. Dabei kam es sogar zu einem kurzen zurück Schappen und dabei sogar zu einer echten physikalischen Welle, im Sinne einer sich fortsetzenden Zustandsänderung ohne eine dauerhafte Bewegung von Materie. 

Der Grund für diese Bewegung, ähnlich dem Auftreffen einer Welle gegen den Rand einer Badewanne und die anschließende Bewegung einer Gegenwelle ist jedoch nicht, das erfolglose Kräfte einfach kehr machen, sondern das auch hier das Prinzip von actio-reactio gilt.

Schnippe ich auf einem glatten Tisch eine ein Centmünze gegen eine anderen ein Centmünze. Prallen dieser aufeinander so ist zu beobachten, dass die geschnippste Centmünze nun beinahe stillsteht und die angestoßene nun mit einer recht ähnlichen Geschwindigkeit weiter bewegt. Der Grund ist das beinahe identische Gewicht der beiden Münzen, welche beim Zusammenstoß, physikalisch korrekt ist hier der Begriff Kraftstoß, ihre Impulse austauschen. Schnippst man jedoch eine ein Centmünze gegen die deutlich schwerere zwei Euromünze, so bewegt sich die schwere Münze nur ein bisschen wohingegen die ein Centmünze zurückspringt. Das tut sie jedoch nicht, weil sie frustriert ist, dass der Stoß gegen die Euromünze nicht so geklappt hat, wie sie sich das vorgestellt hat, sondern der Impulsaustausch ist zugunsten der Euromünze ausgegangen, welche der Centmünze ihren starken Ruheimpuls in Form einer negativen Beschleunigung (eine Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung) gegeben hat. Gegenkräfte von schweren Objekten darf man nicht unterschätzen.

Dieses Anbranden der Flutung an die Mauer des Labyrinths unten links ist für unser Modell jedoch nur von sekundärer Bedeutung. Viel wichtiger ist, dass es dort keinen Ablauf gibt und wer eben gut zugehört hat der weiß, das eine dauerhafte Strömung einen Ablauf bracht. Gibt es diesen nicht, so kommt es zu einem Stau*³. Es kommt zu einem anstauen von Wasser und damit zu einem steigenden Wasserspiegel. Sobald dieser Spiegel das Niveau des Wasserspiegels an der Abzweigung erreicht hat, tritt der gleiche Effekt ein, wie schon in der Sackgasse oben im Labyrinth. Das Wasser auf der linken Seite, im Fall von Gewässer spräche man von einem toten Arm, wird nun als eigener fluidmechanischer Köper betrachtet, welcher an der Grenze zur Abzweigung eine Gegenkraft (kleine blaue Pfeile) auf das Strömende Wasser (großer rosa Pfeil) ausübt. Diese Gegenkraft wirkt auf das Wasser auf ähnliche Weise wie die Mauern des Labyrinths.

Das Gleiche passiert nochmal in der Nische zur südlichen Mitte hin, welche sich ebenfalls mit Wasser füllt, wobei sie im Modell der Waffensachverständigen von der intelligenter Strömung schlicht weg ignoriert wurde.

Würde nun immer weiter Wasser oben nach fließen, herrschte im System eine dauerhafte Strömung Strömung, welche nun wirklich den Weg des geringsten Widerstandes ginge. Dies ist jedoch nicht der Fall, weil Strömungen oder sogar Wassermoleküle intelligent sind, sondern weil die Allseitigkeit des Drucks zusammen mit den sich in Sackgassen und toten Armen bildenden Gegenkräfte nach fließendem Wasser nur diesen Weg übrig lassen.

Angenommen man würde nun das Wasser abdrehen , würde ich das Labyrinth wie folgt entleeren. Das Wasser würde ganz normal abfließen, bis der Wasserspiegel an den jeweiligen Abzweigungen einen niedrigen Spiegel erreichte, als das gestaute Wasser im toten Arm und in der Sackgasse, welches dann ebenfalls abfließen würde. Denn nicht nur hält das gestaute Wasser im toten Arm und der Sackgasse das Wasser der Strömung durch Gegenkräfte davon ab, in diese zu strömen - sondern das Wasser der Strömung hält durch seine Gegenkräfte wiederum das gestaute Wasser davon ab, sich der Strömung anzuschließen. Sinkt der Wasserspiegel der Strömung, fehlt diese Gegenkraft und Teile des gestauten Wassers schließt sich wieder der Strömung an. Was in welchem Fall Kraft und was Gegenkraft ist, hängt dabei davon ab, ob wir das Geschehen aus Sicht der Strömung oder auch Sicht des gestauten Wassers betrachten. Allgemein sieht man jedoch die Kraft einer Strömung als Kraft an, da sie als das aktive Element gilt.

Fazit

Wie auch schon das Thema Fluidmechanik hatte das Thema Strömungsdynamik bei den Waffensachverständigen schon keinen guten Start und wurde zudem, durch den neu dazugekommenen Unsinn zum Thema Schalldämpfer, nochmal stärker verzerrt. Das Ergebnis ist absoluter Unsinn welcher sich alleine durch das aufmerksame Beobachten eines Baches im Wald widerlegen lässt. Mitnehmen kann man folgende Gesetzmäßigkeiten:

• Strömungen sind intelligent und suchen sich immer den Weg des gierigsten Widerstandes
• Wellen bestehen aus sich aktiv mitbewegenten Teilchen
• Kräfte die nicht erfolgreich waren, drehen einfach um 

PS:

So das wars für diesen Teil, er ist zum Zeitpunkt der ersten Veröffentlichung noch nicht so gut ausgearbeitet wie die anderen Teil, da wir echt ziemlich fertig sind und erstmal ein wenig Pause brauchen. Der Text wird wahrscheinlich erst Mitte nächster Woche korrigiert.

Frustnoten:

*Das aktuelle Problem des Waffensachspions besteht aktuell darin, dass alle allgemeinen Physikfragen von den NRW Waffensachverständigen mit kopierten Ki-Antworten beantwortet werden. Dass deckt sich mit unseren Erlebnissen in welchen immer wieder der Gang geändert wurde, um bei der Auto Metapher zu blieben. Man stellt eine Frage zur Funktion einer Feuerwaffe, welche mit der Sonder-Physik erklärt wird. Dann stellt meine eine darauf basierende Beispielfrage aus dem Alltag mit identischem physikalischem Problem. Diese wird dann anhand von wissenschaftlicher Physik erklärt. Versucht man nun den Sprung von der wissenschaftlichen Alltagserklärung zur falschen Erklärung der Funktion der Feuerwaffe zu machen, wird dieser Rücksprung von Waffensachverständigen entweder verweigert oder er schaltet im Gang wieder zurück zur unsinnigen Physik, welche dem alltäglichen Beispiel wieder widerspricht.

*²Ja, an in der Zeichnung ist hier ein wenig Platz auf der linken Seite, wo das Wasser eigentlich geradeaus strömen würde.

*³Diese Form von Stau hat jedoch nichts mit dem Staudruck zu tun, den Staudruck entsteht innerhalt einer Strömung welche verlangsamt wird. In unserem Fall ist die Strömung in dem Moment tot.

Fluimechanik - Die Physik der NRW Waffensachverständigen erklärt Teil 4a

Herzlich Willkommen zu einem neuen Beitrag zum Thema "Die Physik der Waffensachverständigen aus Nordrhein Westfalen", dieses mal sehen wir uns an, wie Strömungen aus der Seitenansicht funktionieren oder wissenschaftlich aus der XY Sicht, da wir das ganze auf eine zweidimensionale Ansicht der horizontalen X sowie der vertikalen Y Achse ansehen.

Hier nochmal eine kurze Einordnung der Sachverhalte. Besonders im Internat sind in den letzten Jahren einige angebliche Waffensachverständige aufgetreten, welche die Funktion von einigen automatischen Feuerwaffen so beschreiben haben, dass es nicht mit der modernen wissenschaftlichen Physik in Einklang gebracht werden konnte. Die erste Vermutung war natürlich, dass da einfach falsche Beschreibungen irgendwo rumgeistern aber keiner konnte genau benennen wo. Auf Nachfrage bekam man von den Waffensachverständigen meist die Antwort "eigenes Material". Lange blieb dieses Material unauffindbar, bis vor einigen Monaten Jemand dieses in die Finger bekommen hat. Aufgrund von Urheberrechten, konnte es dieses jedoch nicht veröffentlichen, sondern hat es paraphrasiert und wir konnten drüber gucken. Aus den Beschreibungen haben wir nun konkrete Gesetzte abgeleitet, welche wir hier stolz präsentieren.

• Teil 1 - Bewegung von Körpern
• Teil 2 - Reibung
  
• Teil 3 - Druck
• Teil 4a - Fluidmechanik
• Teil 4b - Strömungslehre
• Teil 5 - Superposition

Wie auch bei den anderen Teilen gilt Achtung! das Lesen dieses Textes kann bei technikkundigen Menschen starke seelischen sowie körperliche Schmerzen verursachen.

Zudem muss man im Hinterkopf behalten, dass Druck und Stoß für Waffensachverständigen das Selbe sind und die Begriffe "Strömung" (öfter mal mit h) und "Welle" in dieser Welt ebenfalls komplett anders definiert ergo verwendet werden.

Aber sehen wir uns zunächst unseren Versuchsaufbau genauer an. Wir haben ein eher seltsames Schleusen wer vor uns, welches links eine federbelastete Schleuse (grün) aufweist. Rechts befindet sich zwei Becken - hinter diesen befindet sich ein Überlauf aus dem System heraus. Nun wird kurz vor der Schleuse (grün) Wasser von oben uns das System gegossen. Aufgrund der Schwerkraft bewegt sich das Wasser nach unten (lilaner Pfeil). Da Strömungen in der Welt der Waffensachverständigen immer den Weg des geringsten Widerstandes gehen, weiß das Wasser zu diesem Zeitpunkt bereits, wo es hin will. Dabei verläuft der Weg des geringsten Widerstandes nicht über die Becken hinweg, sondern in das erste Becken hinein, über dessen Boden und nach oben wieder aus dem Becken heraus. 

Ja, wir fanden das auch äußerst seltsam, selbst für NRW Waffensachverständigen Niveau aber die Unterlagen zum Thema Schalldämpfer, welcher übrigens kaum drei Jahre alt sind, lassen keine anderen Schlüsse zu, wenn es um die Strömungsdynamik der Sachverständigen geht.

Da das Wasser weiß, dass der Weg nach rechts den geringeren Widerstand bietet, fließt es entsprechend in diese Richtung und erzeugt dabei eine "Welle". Dabei funktionieren "Wellen" in der Sprache der Waffensachverständigen nochmal deutlich anders als die der Physik. Wenn man mit einer anderen Person redet und dabei einen, im mitteleuropäischen Kulturraum üblichen*, Abstand von drei Meter entfernt steht, dass hört die anderen Person nicht das was man sagt, weil genau die Luftteilchen welche man ausatmen dessen Trommelfell treffen. Viel mehr versetzte man beim Sprechen den Luftteilchen direkt vor dem eigenen Mund einen Stoß, welche diese dann an die Luftteilchen vor sich weitergeben. Diese Weitergabe wird so lange vorgesetzt, bis die letzten Luftteilchen direkt vor dem Trommelfeld des gegen über diesem Trommelfell einen Stoß geben, welches diesen dann an Hammer, Amboss und Steigbügel weitergeben.

Dieses Prinzip von Wellen als Ausbreitung im Raum ohne das mitbewegen von Materie ist Waffensachverständigen unbekannt, hier wird Materie eindeutig mit bewegt. Das könnte mach, nach Aussage einiger Kollegen, auch die Ursache dafür sein, dass einem Waffensachverständigen, unter anderem auf Messen, immer näher kommen umso deutlicher sie ihre Ansichten verteidigen. Aber das is bloße Spekulation.

Sobald das erste Becken damit beginnt sich zu füllen, passiert etwas ganz erstaunliches. Hier kommt es nämlich zu einem "Stau", wobei leider noch nicht ganz klar ist, wie "Stau" bei den Waffensachverständigen den genau definiert ist. Dieser Stau übt nun eine Kraft aus und zwar drückt, der "Stau" im Becken rechts im System auf die Schleuse (grün) links im System, diese Kraft ist mit dem blauen Pfeil gekennzeichnet.

Dieser "Staudruck", welcher entgegen der Strömung/Welle (lila Pfeil) wirkt, ist nun in der Lage auf die Schleuse zu wirken. Wer nun in den letzten Beiträgen gut aufgepasst hat weiß, dass sich ein Körper auf den eine Kraft wirkt, erstmal gar nicht bewegt, sondern dann seine Kraft-Kapazität (kurz KK) langsam aufgeladen wird.

Zudem übt das Wasser im ersten Becken einen Kraft auf das Gesamtsystem aus und zwar dadurch, dass Wasser auf die rechte Beckenwand ausübt und zwar ausschließlich auf die rechte, nicht aber auf die linke Innenwand. Dies ist nach den Sachverständigen auch der Grund, warum Schalldämpfer an Feuerwaffen den "Rückstoß" (gemeint ist die vom Schützen Spürbare Kraft der Waffe, nicht der Rückstoß nach Issac Newton) reduzieren.

Hier im Zeitabschnitt 4 (t4) hat nun die Zugabe von Wasser von außerhalb des Systems aufgehört. In der Zwischenzeit konnten sich jedoch noch beide Becken füllen, welche beide einen "Staudruck" erzeugen. Dabei wird natürlich auch das Wort Staudruck von Waffensachverständigen völlig anders verwendet als in der wissenschaftlich adäquaten Strömungslehre. Denn Staudruck (ohne Anführungszeichen) entsteht dann, wenn eine Strömung (in der Wissenschaft Folge der Allseitigkeit von Druck) abgebremst wird. Wissenschaftlicher Staudruck wäre dann die Different zwischen dem Gesamtdruck und dem statischen Druck aber das führte zu weit.

Unsere beiden "Staudrücke" mit Anführungszeichen, drücken also weiter auf die Schleuse (grün) und füllen deren KK auf, während rechts in der Grafik das Wasser über und damit aus dem System heraus läuft.

Jetzt springen wir ein bisschen in der Zeit, in welcher die KK der Schleuse (grün) vollständig aufgeladen wurde und dafür gesorgt hat, dass sich diese nun öffnet, wobei sie 10 von den zwischenzeitlich 100 KK für diese Bewegung schon wieder verbraucht hat.

Nun geschieht schon wieder etwas ganz erstaunliches, denn der Weg des geringsten Widerstandes (lila Pfeil) ist nun nicht mehr das Überlaufen aus dem System heraus nach rechts über die Kante des zweiten Beckens, sondern der Weg nach links aus der Schleuse (grün) heraus, da sich diese geöffnet hat. Das Wasser beginnt nun seine ursprüngliche "Wellen-Richtung" umzukehren und aus den Becken heraus richtig Schleuse zu fließen.

Das erklärt auch, warum Waffensachverständigen glauben, dass Gasdruck beim der Verwendung von Schalldämpfern, vom Schalldämpfer aus zurück nach hinten in die Waffe strömen kann, um dann nach hinten aus der Waffe auszutreten. Ein Thema, welches ich mich im Artikel 'Warum Schalldämpfer nicht dafür sorgen, das Gas in die Waffe zurückfließt' ausführlich gewidmet habe.

Zum Ende wird es noch mal kurz extra seltsam, denn das Wasser ist in der Welt der Waffensachverständigen in der Lage, die Becken zu verlassen und nach hinten, nach oben zu fließen und den Weg aus der Schleuse heraus zu finden. Dabei gibt es wohl zwei verschiedene Erklärungen. Die erste beruht auf der von Waffensachverständigen bekannten Kraft-Kapazität (KK). Das Wasser hat auf seinem Weg aus der Schleuse einfach soviel Energie (e) aufgebaut, dass es nicht mehr ohne weiteres aufhören kann, sich richtig Schleuse zubewegen. Das ist vergleichbar mit der Gasflasche aus dem 3 Teil dieser Serie, welche sich auch auf 0 bar Druck entleeren konnte.

Die zweite Erklärung, welche unser Waffensach-Spion auf nachfrage im Kontext von Schalldämpfer erhielt ist unsere Meinung nach noch interessanter, auch wenn es nicht zu einhundert Prozent zur Zeichnung passt. Dabei würde die Schleuse (grün) respektive der Verschluss einer Waffe mit Schalldämpfer, durch seine Rückwärtsbewegung einen "Sog" erzeugen, welcher das Wasser (respektive die Pulvergase einer Feuerwaffe) nach hinten "saugt".

Dazu sei erwähnt, dass Waffensachverständige an den Horror Vacui glauben, ergo dass ein Vakuum Sachen ansaugt und nicht dass die Teilchen von außerhalb des Vakuums Körper in Richtung dieses Vakuums stoßen.

So das wars mit dem Unsinn, nun erklären wir euch, was in der Realität in einem System wie oben passieren würde und warum.

Wenn man Wasser in ein System wie oben gießt, hat dieses natürlich gar keine Ahnung, wo es hingeht oder wo es hin will. Wasser ist nicht intelligent und so fließet es gleichmäßig nach rechts und links weg.

Sobald das Wasser auf die Schleuse (grün) trifft, müssen wir uns sie Frage stellen, ob der Druck des Wassers stärker als die Federkraft zusammen mit der Reibung ist. Wäre dies der Fall würde sich die Schleuse, wie hier im Beispiel, bewegen. Dabei käme es dann drauf an wie schwer die Schleuse ist, um zu ermitteln, wie schnell sich diese in Bewegung setzen würde.

Natürlich staut sich das Wasser vor der Schleuse, da es nicht weiter kann, da die Schleuse (grün) eine Gegenkraft auf das Wasser auswirkt. Denn auch beim Kontakt zwischen Fuid (Wasser) und Festkörper (Schleuse) gilt actio-reactio, das Wasser drück auf die Schleuse aber die Schleuse drückt auch auf das Wasser. Das Wasser vor der Schleuse, drückt wiederum auf das Wasser, welche versucht in diese Richtung nachzufließen und ändert durch diese Kraft die Richtung eines Teils des nachfließenden Wasser Richtung der Becken. Als Resultat fließt nun mehr Wasser nach rechts. 

Da immer weiter Wasser ins System nachgegeben wird, erreicht es irgendwann das erste Becken in welche das Wasser hineinfließt. Während das Wasser weiter dabei ist die Schleuse zu öffnen. Letzteres passiert nun immer schneller, da aufgrund des steigenden Wasserspiegels, dem Druck des Wassers immer mehr Oberfläche an der Schleuse geboten wird. Nach der Druckformel:

F = p * a

Kraft ist gleich Druck mal Fläche

Führt eine Zunahme an Fläche (a) zu einer deutlich höheren Kraft (F).

Hier befinden wir uns im vierten Zeitabschnitt (t4) zu welchem sich das erste Becken bereits vollständig gefüllt hat. Der Druck, welcher auf die Schleuse (grün) wirkt bliebt immer noch bestimmt durch die ihr anliegenden Wassermassen und nicht durch den Druck in den Wasserbecken.

Was sich Jedoch auf den Druck gegen die Schleuse auswirken würde, wäre, wenn das System vor den Becken einfach schlicht abgeschnitten wäre und das Wasser noch vor den Becken in Freie abfließen könnte. In einem solchen Fall würde der Druck auf die Schleuse deutlich sinken. Im Fall der Becken jedoch sinkt der Druck auf die Schleuse eher, da das Wasser die Becken zunächst für eine kurze Zeit füllen kann.

Hier gilt das Gleich wie bei Feuerwaffen. Eine Waffe mit kurzem Lauf hat einen geringen Stoßbodendruck. Das Anbringen eines Schalldämpfer erhöht diesen Druck, jedoch nicht so stark wie als besäße die Waffe einen Lauf von der Länge des ursprünglichen Laufes plus der Länge des Schalldämpfers.

Nun hat auch unser System die Stufe erreicht an welcher zum einen kein weiteres Wasser mehr nachgefüllt wird aber es auch schon zum Überlaufen des Systems kommt und zwar nach beiden Seiten hin. Der Grund dafür ist, dass es in der Realität keine Kraft-Kapazität gibt und zum anderen an dem Faktum, dass Druck in der Realität allseitig ist, was dafür sorgt, das Wasser zu beiden Seiten hin drückt und bei Erfolg des Drucks auch fließt.

Das abfließen von Wasser passiert dabei an der Schleuse (grün) nur solange, bis der Druck des Wassers unter die Kraft der Feder sinkt. Denn dann würde sich die Schleuse einfach wieder schleißen, dafür bracht sie keine Umkehrkraftkapazität wie die Waffensachverständigen behaupten, sondern einfach nur die Spannenergie der Feder, welche vom Wasserdruck komprimiert wurde.

Wasser, welches auf der rechten Seite das System durch Abfluss verlässt, wird dies so lange tun, bis der Wasserspiegel sich mit der Oberkante des ganz rechten Beckens ausgeglichen hat.

Dabei ist davon auszugehen, dass alles Wasser links vom ursprünglichen Ort des Eingießens das System auch nach links verlassen wird - wobei alles Wasser rechts des Ursprungsort das System nach rechts verlassen wird. Die einzige Möglichkeit, einer Umkehrung dieser Strömung wäre es, wenn sich die Schleuse sehr früh wieder schließt, wobei verbleibendes Wasser dann nach rechts strömen würde. Außer das in den Becken. Was aus keinen Fall passieren kann ist, das Wasser von der rechten Seite des Ursprungs den Weg nach links nähme.

Nun sehen wir uns zum Schluss noch das Ende unserer Simulation an. Die Schleuse (grün) hat sich wieder geschlossen und alles Wasser, welcher über dem Level der Grundlinie lag ist abgeflossen. Das Wasser in den Becken verbleibt dort selbstverständlich, da es keine Kraft-Kapazität oder der Sog der sich öffnenden Schleuse in der Lag sind, dieses aus den Becken herauszuziehen.

Fazit:

Ich habe schon einige Male als Verteidigung der Waffensachverständigen gehört, dass deren "Eigenes Material" bestimmt veraltet sei und dass man nicht darauf rumreiten sollte*. Aber das "Eigene Material" zum Thema Schalldämpfer ist neu und enthält noch mal mehr Unsinn als das "Material" zum Thema Verschlussantriebe. Zusammenfassen nehmen wir mit:

• Strömungen und Druck sind für Waffensachverständige das Gleiche. Da aber auch schon Stoß und Druck das Gleiche sind, sind Strömungen gelichzeitig auch Stöße.
• Druck/Stoß/Strömungen nehmen immer den Weg des geringsten Widerstandes.
• Es gibt gewisse Staudrücke, welche entgegen der Strömung wirken können.
• Wenn sich der Druck/Stoß/Strömung ein neuer Weg eröffnet, macht diese auch achon mal einfach mal auf dem Absatz kehrt.
• Wellen sind aktiv bewegte Materie, welche die Strecke der Welle als ganzes zurücklegen.
• Ein Vakuum zieht (saugt) aktiv Körper zu sich. (Horror Vacuui)

Davon sind die letzten zwei Punkte keine eigenen Erfindungen der Waffensachverständigen, sondern Teile der Küchen Physik und im Fall des Horro Vacuui Teil der mittelalterlichen Vorstellungswelt.

Anmerkung:

*Das deren Material hoffnungslos veraltet ist, ist keine Entschuldigung, wenn man diese Ansichten zum einen weiter verbreitet und zum anderen allen Leuten, welche in Physik aufgepasst haben an den Kopf wirft, die Waffenkunde nicht verstanden zu haben.

Druck - Die Physik der NRW Waffensachverständigen erklärt Teil 3

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem weiteren Beitrag zum Thema NRW Waffensachverständige und ihrem ganz eigenen Zugang zur Physik, da das Thema in den letzten Wochen ziemlich explodiert ist, denn 13.000 Aufrufe habe ich auf meinen Blog schließlich nicht jeden zweiten Mittwoch.

Noch mal kurz zusammengefasst, worum es eigentlich geht. Seit Jahren müssen wir uns als Waffentechnik interessierte immer wieder von sogenannten Waffensachverständigen anhören, wie diese oder jene Waffe wirklich und wahrhaftig funktioniert und dass alle außer ihnen die Waffentechnik nicht verstanden hätten. Wenn man diesen Personenkreis dann drauf anspricht, dass ihre Erklärungen der wissenschaftlichen Physik zuwiderlaufen und woher sie diese Erklärungen denn haben, bekam man bis jetzt immer zu hören, dann man Zitat: "Eigenes Material" hätte, welches man aber nicht öffentlich machen dürfte.

Und genau dieses "eigene Material" hat nun ein wissenschaftlich orientierter Zeitgenosse in die Finger bekommen, es paraphrasiert und uns mal drüber schauen lassen. Das Problem dabei ist, dass dieses Material kaum Grundlagen erklärt, sondern nur Antriebssystem für Antriebssystem und Verriegelungssystem für Verriegelungssystem erklärt.

Dabei ist es unsere Aufgabe hier, aus diesen einzelnen Erklärungen - Gesetzte und Grundlagen abzuleiten.

Das hier ist Übrigens Teil 3 mit dem Schwerpunkt Druck, hier gelangt ihr zu:

• Teil 1 - Bewegung von Körpern
• Teil 2 - Reibung
  
• Teil 3 - Druck
• Teil 4 - Strömungen
• Teil 5 - Superposition

Und wie auch in den anderen Teilen gilt: Achtung, der Folgende Text enthält eine ganze Menge an Unsinn und kann bei Leuten mit einem Realschulabschluss oder höher geistige sowie körperliche Schmwerzen auslösen.

Kommen wir aber zum Thema und zwar zum Druck, dieser funktioniert nämlich schon wieder deutlich anders als in der empirisch adäquaten Physik, welche dank Blaise Pascal schon seit 1650 weiß, dass Druck allseitig ist. Aber genau dass sehen die Waffensachverständigen grundliegend anders, denn hier kann es sogar vorkommen, dass Druck einfach zu einem Synonym für den Stoß (gemeint ist der Kraftstoß) gehalten wird. Aber dieses noch krudere Modell ist hier nicht Objekt der Beobachtung.

Viel mehr geht aus den Beschreibungen hervor, dass Druck nicht allseitig wirkt, sondern den Weg des gierigsten Widerstanden geht und zwar 'nur diesen Weg. Der Druck der Waffensachverständigen besitzt demnach eine Art Intelligenz, welche ihn diesen Weg vor jeglicher Strömungsbewegung wissen lässt.

Hier noch noch kurz der Einschub, dass Haupt-Strömungen in der Realität tatsächlich den Weg des geringsten Widerstandes fließen, das tun diese jedoch nicht trotz der Tatsache, dass Druck allseitig ist, sondern gerade weil Druck allseitig ist, die Strömung errät gewissermaßen durch Versuch und Irrtum, woher es geht, weil der Druck eben durch seine Allseitigkeit versucht alle möglich und eben unmöglichen Wege zu nehme. So die knappe Zusammenfassung der recht komplexen wissenschaftlichen Strömungslehre.

Aber nun endlich zum Versuchsaufbau. Dieser besteht aus einer Gasflasche, welche mit einem Gas (blau) gefüllt ist. Das Gas besitzt einen Druck von 10 Bar. Neben dem regulären Gashahn oben an der Flasche besitzt diese zwei Überdruckventile, welche zum Zeitpunkt t0 noch von ihren Federn verschlossen gehalten werden. Dabei besitzt das obere Ventil (grün) eine Grenze von 3 Bar, das untere (cyan) eine von 5 Bar.

Startet wir nun das Experiment so kommt es in der Welt der Waffensachverständigen dazu, dass sich nur das Ventil mit einer Grenze von 3 Bar öffnet, denn Druck geht in deren Welt den Weg des geringsten Widerstanden und zwar nur diesen weg. Da das 5 Bar Ventil dem Druck einen höheren Widerstand entgegen setzt, öffnet dieses sich nicht. Da Druck aus der Flasche entweicht, singt dieser im Inneren der Gasflasche von 10 auf 9 Bar. 

Jetzt könnte man vermuten, dass sich das Ventil mit einem Grenzwert von 3 Bar schließt sobald das Druck in der Flasche unter >3 Bar fällt. Dies ist jedoch nicht der Fall, da das Ventilstück (grün) bei seiner Öffnung sogenannte Kraft-Kapazität (kurz KK) aufgenommen hat. Diese Besonderheit in der Physik der Waffensachverständigen, erlaubt es einem Körper, auf welchen zuvor Kraft eingewirkt hatte, Bewegungen auszuführen.

Hier ist nun das besondere, dass Kraft-Kapazität das erste mal eine Bewegung aktiv verhindert und zwar erlaubt es die Kraft-Kapazität des Ventilstücks (grün) das Ventil eine Weile geöffnet zu halten, obwohl die Schließfeder des Ventils dieses eigentlich wieder schließen möchte. Dieses Verhalten bedingt jedoch, das Kraft-Kapazität nicht nur einen Betrag, sondern auch eine Richtung besitzen kann. Etwas, das eigentlich bis jetzt nicht möglich war.

Um der Sache auf den Grund zu gehen, hat unser Waffensachverständigen-Spion sogar selber noch mal nachgefragt. Was übrigens laut seiner Aussage nach einen kleinen dreistelligen Betrag gekostet hat, weil der Waffensachkundelehrer, dass als eine Art privater Nachhilfe abgerechnet hat.

Die Antwort, wann sich dann das Ventil wieder schließen würde war: "Wenn der Druck in der Flasche 0 erreicht". Demnach leert sich die Flasche nach dem erreichen von unter >2 Bar immer weiter, während das Ventil offen stehen bliebt, bis im Inneren der Gasflasche 0 Bar erreicht werden, erst dann schlösse sich das Ventil. Dabei wäre, nach der üblichen Berechnung von Luftdruck 0 Bar ein Ultrahochvakuum*, etwas, das man selbst in der Raumfahrt kaum erreicht.

Die Ursache liegt wohl darin, dass auch Gas eine Kraft-Kapazität innewohnt, welches es zu einer regelrechten Flucht, vom Ursprungsort veranlassen kann. Bewegt sich also das Gas einmal etwas aus der Flasche heraus, so hört es mit dieser Bewegung erstmal nicht auf, sondern verlässt die Flasche vollständig, wie eine einmal geworfene Perlenschnur, ziehen wohl die bewegten Gasmoleküle ihre Artgenossen mit sich.

Hier haben wir also die Antworten auf viele Fragen zum Thema Gasdrucklader und vor allem zum Verhalten von Schalldämpfern. Intelligenter Druck, welcher den Weg des gierigsten Widerstanden schon kennt, noch bevor er selber die erste Bewegung ausgelöst hat und auch nur bereits ist diesen exakten Weg zu gehen, der Arbeitet eben grundliegend anders als der empirisch adäquate allseitige Druck eines Blaise Pascal.

Aber sehen wir uns an, wie das Experiment mit der Gasflasche in der Realität ablaufen würde. 

Als erstes ist Aufbau so in der Form schon schwierig, denn die Realität kann man nicht einfach anhalten, um einen t0 (time Zero) zu erzeugen, ergo einen nullten Moment. Man müsste irgendwie zwei Sperrstifte in die Ventile einbringen und diese gleichzeitig entfernen. Wie dem aus sei, hier wieder unsere Gasflasche gefüllt mit einem Gas und einem Gasdruck von 10 Bar, bedeutet auf jeden Quadratzentimeter des Flaschen inneren wirken, nach der Format p = F / a, 100 Newton. Aber auch die drei Ventile werden von dieser Kraft beaufschlagt.

Übrigens sind Druck und Kraft nicht das Selbe, sonst könnte man nach der Aussage p = F in der Formal p = F  / a das F durch ein zweites p austauschen und auf p = p / a vereinfachen. Wer in Mathe aufgepasst hat weiß, das man jetzt als a nur noch 1 oder -1 einsetzten kann. Und da uns aus der Realität Flächen bekannt sind, welche nicht genau 1 betragen, ist dieser Unsinn mathematisch widerlegt.

Nun starten wir unseren Versuch und laden bereits im zweiten Zeitabschnitt (t2). Da Druck in der Realität allseitig ist, werden alle drei Ventile mit der gleichen Kraft beaufschlagt, das Hauptventil oder auch Nutzventil (dunkelrot) ist in der Lage dem Druck zu widerstehen, da sich dessen Ventilgewinde im Ventilhals formschlüssig abstützen kann.

Die durch Federn kraftschlüssig verschlossenen seitlichen Ventile öffnen sich beide beinahe Zeitgleich und entlassen Gas aus der Gasflasche. Der Grund dafür ist die bereits erwähnte Allseitigkeit des Gasdrucks nach Blaise Pascal. Der Gasdruck drückt auf alles und bei entsprechend ausgelegter Mechanik verursacht diese Beaufschlagung Bewegungen, in unserem Fall bewegen sich die negativen L-Stücke der beiden seitlichen Ventile, da mit 10 Bar ein höherer Druck an ihnen anliegt, als sie für einen Öffnung benötigten.

Das durch die Öffnung der seitlichen Ventile Gas ausgelassen wird, führt zu einem Absinken des Gasdrucks innerhalb der Gasflasche. Der Grund dafür liegt in der idealen Gasgleichung:

p = K * n * t / V

Druck ist gleich Gaskonstante mal Teilchenzahl mal Temperatur durch Volumen 

Das ablassen von Gas führt zu einem Verlust von Gasteilchen, wodurch der Gasdruck innerhalb der Flasche von 10 Bar auf 9 Bar abgesunken ist es wirken demnach nur noch 92 Newton auf jedem cm².

Beim Öffnen der Ventile gegen ihre Rückstellfeder, werden diese übrigens komprimiert und Spannenergie wird in ihnen gespeichert. Das wird später nochmal wichtig werden.

Wir verlieren immer weiter Gas, bis wir im Inneren der Gasflasche auf einen Wert unter >5 Bar fallen, denn ab diesem Zeitpunkt wird sich das untere Überdruckventil (Cyan) schließen. Da nun der Gasdruck von 4,9 Bar nicht mehr ausreichend ist, um die Rückstellfeder dieses Ventils geöffnet zu halten. Das Ventil schließt sich, was zur Folge hat, dass nun weniger Gasmasse, sprich Teilchenzahl n der idealen Gasgleichung, entweicht. Der Gasdruck sink nun deutlich langsamer, hier in der Zeichnung würde er nur noch halb so schnell sinken, weil sich der Strömungsdurchgangsdurchschnitt halbiert hat.

Zudem wäre der Druckunterschied zur Beantwortung dieser Frage extrem wichtig. Um so höher der Druck in der Flasche und um so niedriger der Druck der Umgebungsgase umso schneller und Kraftvoller findet der Druckausgleich statt. Näheres kann dem Schalldämpfer Kompendium entnommen werden. 

Sobald das Gasdruck im Inneren das Gasflasche unter >3 Bar sinkt, wird sich auch das obere Überdruckventil schließen, dessen Feder zwar weniger Widerstand leistet als jene des 5 Bar Ventils aber bei 2,9 Bar, im Inneren der Flasche, ist auch beim zweiten Ventil Ende und die gespeicherte Spannenergie der Schließfeder schiebt das negative L-Ventil so zurück in das Innere der Flasche, dass kein weiteres Gas austreten kann.

Wenn ab diesem Zeitpunkt nicht mehr weiter passiert, bliebt die Flasche in diesem Zustand. Um weiter Gas entnehmen zu können, müsste nun das Hauptventil (rot) aufgedreht werden, da dieses kein Drucklimit besitz, würde solange Gas aus der Düse (Orange) ausströmen, bis - und jetzt wird es nochmal wichtig - in der Gasflasche 1 Bar herrscht, da die Umgebungsluft ebenfalls einen Gasdruck von ~1 Bar hat, würde sich die Flasche niemals auf 0 Bar entleeren.

Was genau passiert, würde von der Masse des Gases im inneren der Flasche abhängen. Wäre das Gas in der Flasche leichter als Luft, wie zum Beispiel Helium, würde es zu einem nicht abrupten aber recht zügigen Gasaustausch kommen. Am Ende wäre die Flasche voll mit Umgebungsluft während das Helium aus der Flasche entwichen wäre. Bei einem schwereren Gas wie Co2, würde das meiste Gas in der Flasche verbleiben, ein Austausch mit der Umgebungsluft fände nur sehr begrenzt statt. Gäbe es ein Gas, welches die exakt gleiche Dichte hätte, wie die Umgebungsluft, Kohlenmonoxid ist nah dran, käme es zu einem sehr langsamen Austausch zwischen Umgebungsluft und dem Inneren der Gasflasche.

Fazit:

Auch die Vorstellungen über Druck und seine von den Waffensachverständigen angedichtete Fähigkeit immer nur den Weg des geringsten Widerstandes zunehmen führt zu vielen Missverständnissen zb. um Schalldämpferbau, welcher sich mit einem Blick in ein Physikbuch der 5. Klasse leicht vereiden ließen. Am Ende ist es dann doch wieder die Kraft-Kapazität, welche Ventile und die Kolben von indirekten Gasdruckladern gedanklich nicht rechtzeitig schließen. Zusätzlich ist die KK auch im Stande ganze Gasschaden in eine Richtung ziehen zu lassen, wohingegen sich diese in der Realität allseitig ausbreiten würden.

Anmerkung:

Es gibt einige Fachbereiche der Strömungslehre in welchem die Umgebungsluft nicht 1 Bar, sondern 0 Bar beträgt und ein Vakuum als -1 Bar definiert ist.

*Ja das heißt wirklich so, das ist ein Fachbegriff. Es gibt verschiedene Stufen von Vakua von Grobvakuum bis Ultrahochvakuum. Feinvakuum geht von 1 Millibar bis 0.001 Millibar.

Reibung - Die Physik der NRW Waffensachverständigen erklärt Teil 2

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem weiteren Beitrag, in welchem ich die Physik der Waffensachverständigen aus dem Bundesland Nord-Rhein Westphalen möglichst verständlich erkläre.

Wie im ersten Teil (Bewegung von Körpern) bereits erklärt habe, hat nach Jahren endlich Jemand Zugang zum eigenen Material der Waffensachverständigen erhalten, in welchem die Funktion einiger Waffensysteme erklärt wird. Dabei kollidieren diese Erklärungen jedoch mit den Fundamenten der wissenschaftlichen Physik. Um trotzdem ihren Funktionsbeschreibungen treu bleiben zu können, hat die aktuelle Generation der Waffensachverständigen eine regelrechte eigenen Physik erschaffen, welche ich in den Folgenden Zeilen ausführlich erklären werde.

Aber wie bereits im ersten Teil gilt: Warnung, Dieser Text enthält allen möglichen technischen Unsinn und kann bei Menschen, denen seriöse Naturwissenschaft am Herzen liegt oder auch bei Leuten, welche erfolgreich eine weiterführende Schule abgeschlossen haben, zu körperlichen Schmerzen führen.

Nun aber zum heutigen Thema: Reibung, denn Reibung ist für NRW-Waffensachverständige nicht einfach eine Kraft, welche bei entgegengesehnter Bewerbung zweier sich berührender Köper auftritt und dabei immer entgegen der Bewegungsrichtung belastend wirkt, sondern eine Kraft die immer da ist aber dazu sehen wir uns ein einfaches Beispiel an.

Unser Aufbau besteht aus einer Schrägeebene (grau), auf dieser Schräge ruht ein Körper (lila). An diesem Körper ist ein Seil befestigt, welcher über eine Rolle zu einem Eimer führt, dieser ist mit Sand gefüllt, welcher jedoch, durch ein Loch im Eimer, langsam aus dem Eimer herausrieselt. Dabei ist der Eimer zum ersten Zeitpunkt (t0) noch schwerer als der Körper und versucht diesen die Schrägeebene herauf zu ziehen. Im Sprachgebrauch der Waffensachverständigen bekommt der Körper (lila) einen Impuls F_im. Jedoch verhindert die Reibung F_R jegliche Bewegung, da der Körper (lila) eine raue Unterseite (roter kreis) besitzt.

Die ist der Grund, warum Waffenverschlüsse, welche entweder auf Reibung oder auf Gasbelastung (HK P7) setzten, sich aus Sicht der Waffensachverständigen zunächst gar nicht bewegen, sondern beim Schuss von Ruhe bleiben.

Trotz der Tatsache, dass sich der Köper (lila) nicht bewegt, wird trotzdem seine Kraftkapazität (KK) aufgeladen und so erhält der Köper in unserem Beispiel bereits 10 von möglichen 100 KK.

Im nächsten Zeitabschnitt leer sich der Eimer langsam, wodurch sich sein Gewicht ständig reduziert und seine F_G langsam abnimmt. Da der Eimer nun deutlich weniger stark am Köper (lila) zieht, sinken mit der F_G (Gravitationskraft) des Eimers auch die F_im (Impulskraft) am Köper und sorum auch die F_R (Reibungskraft).

Dies ist der Grund, warum Waffen mit Reibungsverschlüssen oder Waffen mit Gasbelastung, erst dann damit beginnen zu repetieren, ergo ihren Verschluss zu bewegen, wenn das Geschoss den Lauf der Waffe bereits verlassen hat. Denn nach dem Druckabfall in der Waffe reduzieren sich die Reibungskräfte oder Gasbelastungskräfte (HK P7) und die Bewegung des Verschlusses wird nicht weiter gehemmt.

Die KK des Körpers (lila) konnte sich jedoch inzwischen mit 100 von möglichen 100 komplett füllen.

Im letzten Zeitabschnitt, hat sich der Eimer beinahe vollständig geleert und er ist nicht mehr in der Lage eine starke F_G (Gravitationskraft) auf den Körper (lila) auszuüben. An dieser Stellen könnten einige Anmerken, dass nun zu erwarten wäre, dass der Körper (lila) einfach die schrägen Ebene herunterrutschen würde. Dies ist jedoch aus Sicht der NRW-Waffensachverständigen nicht der Fall.

Da die Zugkraft des Eimers nachgelassen hat, hat auch die Reibung (F_R) zwischen Körper und schräger Ebene nachgelassen. Ohne die Hinderung durch die Reibung ist es dem Körper nun endlich möglich, die Bewegung durchzuführen, an welchem ihn die Reibung bisher gehindert hatte.

Folglich bewegt sich der Körper (lila) nach oben die schräge Ebene hinauf. Er bekommt also, wie der Körper im Beitrag über die Bewegung von Körpern Energie (e), verbraucht dabei jedoch seine Kraftkapazität (KK), welche in unserem Biespiel jetzt noch 80 von 100 beträgt. Bergauf ist es eben ansträngender als Bergab.

Die Große Frage meiner Kollegen, welche sich ebenfalls mit dem Material der NRW-Waffensachverständigen auseinandergesetzt haben, war, wie ein Körper ohne Antrieb eine schräge Ebene hinauf wandern kann. Die Antwort liegt in der Kraftkapazität, welche sich, in den Augen der NRW-Waffensachverständigen, in Körpern aufladen und wieder entladen kann. 

Da das alles, wie auch im ersten Teil völliger Unsinn ist, hier nochmal das Ganze, wie es in der Realität der empirisch Adäquaten Physik ablaufen würde:

Gleicher Aufbau aber wie immer in der seriösen Wissenschaft eine ganze Menge mehr Werte. F_G zieht den Eimer aufgrund der Schwerkraft nach unten aber auch der Körper (lila) wird von der Gravitation nach unten gezogen. Jedoch kommt beim Körper noch die Normalkraft (F_N) als Gegenkraft dazu, welche von der schrägen Ebene auf den Köper wirkt*. F_GN ist wiederum die Gegenkraft des Körper (lila) auf die Normalkraft der schiefen Ebene.

Diese Kräfte resultieren in der Hangabtrieskraft (F_GH), der Körper möchte also gerne die schiefe Ebene herunterrutschen. Erst dadurch könnte die Reibungskraft (F_R) entstehen, wenn sich denn der Körper (lila) bewegte. Tut er dies nicht, entsteht auch keine Reibung.

Jetzt ist natürlich die große Frage, was schwerer ist, der Körper oder der Eimer mit Sand. Wären beide gleich schwer, würde erstmal eine Kräftegleichgewicht herrschen und keine Bewegung stattfinden. Wäre der Eimer schwerer, dann würde der Körper versuchen die schiefe Ebene hinauf zu rutschen, dann müsste man die Reibung berechnen. Wäre die Reibung größer als das Kräfte Delta (F_G Eimer Δ F_G Körper) würde es wieder zu einem Stillstand führen. Erst wenn die Reibung kleiner wäre als das Kräfte Delta, würde der Körper nach oben, die schiefe Eben hinauf, gezogen werden. Dabei würde der Pfeil F_R jedoch seine Richtung ändern, da Reibung immer entgegengesetzt der Bewegungsrichtung als Gegenkraft wirkt.

Der Einfachheit gehen wir jedoch von dem Fall aus, dass der Eimer leichter sei als der Körper (lila). Dabei wird der Eimer jedoch in der ersten wichtigen Frage komplett ignoriert und es wird geschaut oder genauer berechnet, ob die Hangabtriebskraft stärker ist als die Reibung. Sollte die Reibung stärker sein, so würde keine Abwärtsbewegung stattfinden, egal wie leicht der Eimer wäre.

In unserem Beispiel lassen wir den Eimer jedoch leichter sein, was unmittelbar zu einem herabrutschen des Körper führt, welcher einen Bewegungsimpuls (p¬) erhält, welcher jedoch durch die nun auftretende Reibung (F_R) belastet wird, dessen Richtung in der Zeichnung korrekt die schiefe Eben hinauszeigt. Der leichtere Eimer erhält ebenfalls einen Bewegungsimpuls (p) welche in Richtung der Umlenkrolle gerichtet ist.

Während der Bewegung verlieht der Eimer weiter Sand, wodurch sich seine Gewichtkraft (F_G) immer weiter reduziert. Das Resultat ist ein immer geringer werdender Unterschied (Delta Δ) zwischen der Gewichtskraft des Eimers und der Gewichtskraft des Körpers (lila), dies wiederum erhöht die Hangabtriebskraft (F_GH) des Körpers (lila) und damit seinem Impuls (P¬). Die Reibung steigt zwar mit der (F_GH) kann aber ein immer weiteres Beschleunigen nur belasten, jedoch nicht verhindern oder verzögern. Weder ist eine zeitliche Verzögerung möglich noch eine Verzögerung in der Bedeutung als einer negativen Beschleunigung.

Fazit:

Wir sehen also, dass die empirisch adäquate Physik hinter Reibung deutlich komplizierter ist als das, was die NRW-Waffensachverständigen so von sich geben. 

Mittlerweile gehe ich stark davon aus, dass die Sachverständigen nicht aus purem Spaß eine eigenen Physik erschaffen haben. Vielmehr versuchen diese, vereinfachte Erklärungen von Waffenfunktionen im nachhinein pseudowissenschaftlich zu untermauern und genau dabei kommt es zu Stielblüten wie der Kraftkapazität.

*Das Konzept der Normalkraft, kommt bei den NRW-Waffensachverständigen gar nicht vor. Anglich soll auf die Nachfragen des Maulwurfes, diese Kraft nicht existieren.