Luftwiderstand einer rotierenden Kugel

fipsinger · Anmeldungsdatum: 17.03.2017 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo zusammen,

ich möchte gerne den Luftwiderstand einer rotierenden Kugel mit einer allgemeinen Formel berechnen. Es soll nur die Rotationsgeschwindigkeit berücksichtigt werden, da es keine translatorische Geschwindigkeitskomponente gibt.

Im zweiten Schritt wird von der Kügel ein Stück abgeschnitten, sodas eine flache Stirnseite entsteht. Auch hierfür möchte ich die Drag Force bestimmen. Vermutlich wird diese durch die Modifikation der Kugel höher werden, oder?

Meine Ideen:
Mein Ansatz ist wenig kreativ. Ich verwende die allgemeine Formel für den Luftwiderstand, identisch zur translatorischen Bewegung:

Wobei der Widerstandsbeiwert einer Kugel laut Wiki

ist. Für die Fläche benutze ich die Kreisfläche:

Soll ich hier besser die gesamte Kugeloberfläche nehmen?
Die Luftgeschwindigkeit ergibt sich in meinem Fall aus der Rotationsgeschwindigkeit und dem Kugelradius:

Demenstsprechend erhalte ich für die Luftwiderstandskraft folgende Formel:

Kann ich das so annehmen oder mache ich es mir zu einfach?

Beim zweiten Fall bin ich relativ ratlos. Bei welcher Geometrie kann ich mich bzgl. des Widerstandsbeiwerts anlehnen und welche Referenzfläche soll ich nehmen?

Vielen Dank für die Hilfe,
Philipp

hansguckindieluft · Anmeldungsdatum: 23.12.2014 Beiträge: 1213

Hallo,