Wie berechnet man den idealen Anstellwinkel beim Segeln gegen den Wind?

Hallo Leute,

ich habe hier eine Physik-Aufgabe zum Thema Segeln.Es soll der günstigste Anstellwinkel gefunden werden für Wind, der von (schräg) vorne kommt(Konkreter siehe Bild).Wir sollen dabei zur Vereinfachung von einem starren Brett anstelle eines Segels, das sich ja wölben kann, ausgehen.Aufgrund des letzten Themas in der Vorlesung gehe ich davon aus, dass ein Lösungsansatz über Impuls vorgesehen ist.Was ich bereits herausbekommen habe ist, dass man die zum Wind/Zur Anströmung parallele (Kraft)Komponente Strömungswiderstand und die dazu senkrechte Auftrieb nennt. Also muss ich wohl irgendwie den Auftrieb maximieren. Wikipedia war leider keine Hilfe, da werden keine konkreten Ansätze zu Berechnungen mit Winkeln genannt.Ich selbst habe leider auch noch keine Idee, wie ich da den idealsten Winkel berechnen soll. Ich würde mal raten, dass bei 90° Seitenwind ein min. 45° Winkel ideal wäre (Kurs des Bootes 0°) und bei Wind von schräg vorne ein noch kleinerer Winkel. So dürfte das Brett ja einen Über- und Unterdruck mit der vorbeiziehenden Luft erzeugen und Auftrieb bringen.Aber wie gesagt: Was für einen rechnerischen Ansatz ich brauche - keine Ahnung.

Und noch was zur Zusatzaufgabe: Da würde ich antworten: Ja, weil sich durch meine zunehmende Geschwindigkeit auf dem Segelboot der "scheinbare Wind" ändert, der den Fahrtwind/Gegenwind in Betracht zieht und so für die Stellung des Segels relevant ist und am Ufer der "wahre" Wind gemessen wird, der die Geschwindigkeit meines Bootes natürlich nicht in Betracht zieht. Das müsste so richtig sein, oder?

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Ich glaube, das wird dir keine Hilfe sein, aber in Wirklichkeit ist so, dass man bis etwa 90° scheinbarer Wind von der Seite am schnellsten ist, wenn die Strömung anliegt. Also schätze ich einen Winkel von ca. 10° zwischen Wind und Segel. Ab einem bestimmten Punkt ist man am schnellsten wenn keine Strömung anliegt. Wenn der Wind z.B. von hinten kommt ist man am schnellsten wenn man das Segel 90° zum Wind setzt.

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Also, wenn ich das richtig verstehe, willst du einfach wissen, wie lange ein Auto braucht um 50km/h schnell zu sein, wenn es 10 Sekunden braucht um auf 100km/h zu beschleunigen.

Als erstes weißt du, wenn es 10 s. um auf 100km/h zu kommen, beschleunigt es mit 10 (km/h)/s (komische Einheit aber egal).

Dann brauchst du nur die Formel v=a*t (Vorraussetzung: stehender Start)

Da du t ermitteln willst nach t umformen: t=v/a

Dann einfach v und a einsetzen: t= 50/10= 5 (hier ohne Einheiten)

Also brauch das Auto 5 Sekunden um auf 50km/h zu beschleunigen.

Alternativ kannst du dir auch einfach denken, dass es halb so lange brauch um halb so schnell zu sein, wenn es gleichmäßig beschleunigt.

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