Hallo T...,
ich selbst finde deine Bemühung zwar überflüssig, die technische Fragestellung aber trotzdem sehr interessant, und schließlich ist es ja allein deine Entscheidung mit welcher Fragestellung du dich beschäftigst.
Mit den dummen Bemerkungen diverser "Zahlen- und Wissenschaftsallergiker" musstest du rechnen, hast du sicher auch, gar nicht drauf antworten, ist die Zeit nicht wert.
Deine Bemühung ist aber, zumindest mit der Zielsetzung die du angegeben hast, nach meiner Meinung überflüssig, da für alle (zugelassenen) Materialien, Geschosse und Zielmedien, alle Parameter bekannt sind, ebenso wie die nach NORM vorgeschrieben Berechnungsverfahren um gegebenenfalls eine "Zulassung" zu erzielen, für was auch immer. Ob die zur Berechnung herangezogenen Materialparameter und/oder Berechnungsverfahren korrekt sind oder nicht spielt keinerlei Rolle, das Verfahren ist nach einer Norm vorgegeben - Punkt. Diese Verfahrensweise sollte einem Juristen doch bekannt sein.
Ich bin hier jedoch auch so unverschämt deine Qualifikation für die von dir genannte Aufgabe
"kann ich auf Basis dieser Erkenntnisse über die Zulassung bestimmter Ladungen oder anderer Kaliber entscheiden",
anzuzweifeln.
Entschuldige, du magst ein guter Jurist (Notar) sein, auch seit vielen Jahren sehr engagiert im "Schießsport", und deine Intention, also die eigentliche TECHNISCHE Fragestellung, ist aus technischer/physikalischer Sicht SEHR INTERESSANT, vor allem im Grenzbereich!, aber allein deine bisher erklärte Herangehensweise und Berechnungen zeigen, daß es halt nicht dein "Fachgebiet" ist - vorsichtig ausgedrückt. Obwohl das im BDS faktisch so ist wie du es beschreibst, kann ich auch nicht recht nachvollziehen auf Grund welches (nicht vorhandenen, nicht nachweisbaren) technischen Fachwissens, ausgerechnet DU "über die Zulassung bestimmter Ladungen oder anderer Kaliber entscheidest". Sorry, so sehe ich das eben.
Das muss ein Ingenieur machen, ein Physiker, ein Ballistiker, ein Metallurge, aber kein Notar, zumal eine Art von Zulassung irgendwann auch immer was "offizielles" wird. Wenn dann irgendwann mal "was passiert" dann stehst DU als VERANTWORTLICHER zur Verfügung? Als die Person welche die Zulassung erteilt hat? Auf Grund welcher Qualifikation (wird das Gericht wissen wollen)?
Für die üblichen "Stände" spielt das aber eh keine Rolle, denn de jure stellt die Standzulassung das energetische Maximum dar, in Deutschland mindestens 1500 Joule, meist 2500 Joule, manchmal 7000 Joule, bei LR-GK-Ständen auch mal 10.000 Joule. ALLE, absolut alle, aktuellen Standzulassungen stellen von Seiten der Behörde auf die Energie ab, und sonst gar nix. Ja, ja, ja, ich kenn auch den Stand in "Hüchtelstücht an der Knatter" wo das alles (noch) ganz anders ist.
Du kannst in Berechnungen irgendwelche (Zwischen-) Größen einführen die dir nützlich erscheinen, aber was eine "Flächenlast" ist, das ist definiert und unterliegt NICHT der Freiheit deiner Interpretation. Du kannst auch nicht einerseits postulieren, "Das ist aus meiner Sicht völlig unabhängig von Art und Beschaffenheit des Zielmediums, das allerdings für die abstrakte Betrachtung als "unendlich hart" und "unversehrt" unterstellt wird", und (der Vereinfachung wegen) andererseits genau dies tun.
Und es ist "indeed" keineswegs unabhängig von den technischen Parametern des Zielmediums, vor allem eben nicht in den physikalischen Grenzbereichen in denen wir uns hier (im Nano- und Millisekundenbereich) bewegen. Wobei, zugegeben, die Betrachtungen zumeist (ca. 99.9% ??) bei den üblichen 3 Newtonschen Axiomen verbleiben, was ja zu 99.9% auch ausreicht - z.B. um über Ladungen und Kaliber zu entscheiden.
Ich will mich selbst jetzt hier nicht zu weit "outen", aber ich habe in den Ingenieurwissenschaften, der Physik und den Materialwissenschaften einen "gewissen", ich würde sagen, "soliden Background" - bin aber selbstverständlich auch nicht allwissend.
Ich habe vor einiger Zeit, nein, keine weiteren Angaben, Nachforschungen und sehr ausufernde Berechnungen und praktische Tests vorgenommen um die theoretischen Zusammenhänge zum Gewinn des "FA-Shoot" in ganz bestimmten Disziplinen, vor allem aber bei den "Flying Pigs", "Big Bore", abzuklären.
Betrachtet wurden dabei alle möglichen Aspekte die von Schützen zu beachten, vor allem aber zu beeinflussen sind, vor allem Treffpunkt, Auftreffwinkel, und Ladung.
Alle Überlegungen und Berechnungen haben dann am Ende zu Herstellung eines ganz genau spezifizierten Geschosses geführt welches dann auch erfolgreich eingesetzt wurde.
Nein, keine Liste, keine Ergebnisse die ich veröffentlichen will, ABER, die Frage der Parameter des Zielmediums war dabei natürlich mit das wichtigste, denn, eines der Themen, mit das wichtigste überhaupt, war die Frage, "Wie, wie EXAKT!, erfolgt die Energieübertragung des Geschosses auf das "Schweinderl", im Milli- und Nanosekundenbereich?" Und um diese Frage zu klären muss auch die EXAKTE Spezifikation des Zielmediums vorliegen.
Nur DIE Energie die auch vom Geschoss auf das Zielmedium übertragen werden kann, kann letztlich in eine physikalisch theoretisch überhaupt mögliche "Weite" umgesetzt werden, andere Einfluß- und Glücksgrößen (ich will sie NICHT alle aufzählen!) erst mal unberücksichtigt, und diese "Glücksmomente" sind für alle Schützen gleich.
Die Frage der Energieübertragung ist dabei die komplexeste. Es ging dabei auch um alle Fragen zum Geschoss, wie z.B. Größe (Kaliber), Durchmesser, Länge, Material, Härte, Verformbarkeit im Nano- und Millibereich, aber auch die Interaktion des Geschosses mit dem Zielmedium, dessen Materialparameter, denn nur die ÜBERTRAGENE Energie kann überhaupt in "Weite" umgesetzt werden.
Auch der Einsatz, nach deutschem WaffG", verbotener" Geschosse stand zu Debatte und wurde theoretisch berücksichtigt, wurde aber natürlich (selbstverständlich) verworfen. Aber, theoretisch, ein Geschoss das sich nicht verformt nimmt auch keine Verformungsenergie auf, es gibt alle Energie ab, im Ideal auf das Zielmedium und damit (theoretisch) in "Flugweite".
Bei diese Betrachtungen hat sich auch herausgestellt, gerade eben bei der "Berechnung" mit "verbotener" Munition:
Der Moment des Auftreffens ist ein hochdynamischer Vorgang der eben nicht so einfach zu berechnen oder (heute sehr beliebt) zu simulieren ist. "Ich habs doch simuliert!", "Ich hab doch mit Quick-Load ....". usw. usw.. Alles Quatsch bzw. Tarnung für fehlendes "Know-How".
Und genau das ist es was ich dir, "Webnotar", hier nahebringen will, aber auch allen anderen die sich hier in theoretischen Betrachtungen ereifern, aber über die Schulphysik, ja, von mir aus auch in der Leistungsstufe, nicht hinausgekommen sind.
Du und die allermeisten der Foristen, zu meist wohl physikalische Laien, gehen davon aus, daß es sich hier um Vorgänge handeln würde die mit der Schulphysik, den 3 Newtonschen Axiomen, zu klären wären, was aber auf Grund der deutlichen Beschleunigungsänderung (Geschoss, Steel Plate) im Zielobjekt definitv nicht mehr der Fall ist. Die verschiedenen sich dadurch ergebenden Inertialsysteme sind im Sinne der Galilei-Transformation einzeln zu betrachten, da die 3 Newtonschen Axiome schlicht und einfach eben nicht mehr gültig sind. Um die Vorgänge zu beurteilen und/oder zu berechnen bedarf es der Galilei-Transformation, der Umrechnung von einem unbeschleunigten Raum-Zeit-Koordinatensystem (Inertialsysteme) auf ein anderes. Mathematisch bildet die Galilei-Transformationen die Galilei-Gruppe. Die Newtonsche Mechanik ist invariant gegenüber Galilei-Transformationen und auch die Laplace-Gleichung ist Galilei-invariant.
Beispiel bzw. Versuch der Erklärung:
Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem das Trägheitsprinzip (1. Newtonsches Axiom) gilt. In einem Inertialsystem treten also keine Beschleunigungskräfte auf, weshalb es sich stets mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.
In unserem Fall gibt es jedoch 3 Bezugssysteme die sich relativ zueinander unterschiedlich bewegen.
Bezugssystem B1 (Wir) ist - erst mal - ruhend.
Bezugssystem B2 (Geschoss) bewegt sich (theoretisch) unbeschleunigt, also (theoretisch) mit konstanter Geschwindigkeit.
Bezugssystem B3 ruht außerhalb, die Steel-Plate, wird aber dann beschleunigt.
Wir betrachten einen Körper B2 der, aus der Sicht von B1, mit konstanter Geschwindigkeit fliegt.
Aus Sicht von B1 bewegt sich B2 mit +V_x.
Ist B2 auch ein Inertialsystem? Dazu müssten wir zuerst herausfinden, mit welcher Geschwindigkeit sich B1, aus der Sicht von B2, bewegt!
Wäre B2 in Ruhe, dann würde die Geschwindigkeit B2 der von B1 entsprechen, gleich wahrgenommen, sowie B1 diese Geschwindigkeit wahrnimmt.
Bewegt sich B1 langsamer als B2 dann ist die relative Geschwindigkeit negativ. Somit sieht B2 den Körper B1 in negative x-Richtung fliegen.
Bewegt sich B1 schneller als B2 dann ist seien V positiv, somit sieht B2 den Körper in positive x-Richtung fliegen.
und wenn B1 mit gleicher Geschwindigkeit fliegt wie B2 dann sieht B2 den Körper als ruhend an.
Alle Fälle, wie B2 die anderen Körper wahrnehmen könnte, sind durch Gleichungen gegeben.
Nochmal: B1 hat also die Geschwindigkeit von +V_x aus der Sicht von B2 und zwar ist sie eine Konstante! Eine konstante Geschwindigkeit gibts aber nur in Inertialsystemen. B2 ist ja auch ein Inertialsystem!
Wie sieht es mit B3 (der Steel-Plate) aus? Dieses Bezugssystem bewegt sich ja nun gerde nicht mit konstanter Geschwindigkeit relativ zu B1. Aus Sicht von B3 ist die Geschwindigkeit von Überlegungen wie für B2 geprägt:
Die Geschwindigkeit von B2 ist aus Sicht von B3 nicht konstant sondern zeitlich abhängt! B3 sieht eben, dass B2 sich nicht kräftefrei bewegt, da es aus seiner Sicht beschleunigt. B3 erfüllt das Trägheitsprinzip nicht, weshalb es kein Inertialsystem ist. B3 ist ein beschleunigtes Bezugssystem.
Spielt aber letztlich keine Rolle, denn auf Grund der extremen Beschleunigungsänderungen beim "Aufeinandertreffen" von Geschoss und Stahl-Zielmedium, ergeben sich völlig verschiedene Intertialsysteme die mit eurer Schulphysik- und Schulmathematik gar nicht wirklich zu erfassen sind. Das führt in Folge dazu, daß die von dir angedachten Kraft- und Energieübertragungen, und in Folge die Lebensdauerberechungen wie du sie im Sinne hast, so einfach nicht möglich sind.
Ob der Aufwand im Sinne des BDS sinnvoll ist steht eh auf einem ganz anderen Blatt, ABER, die Fragestellung ist technisch sehr interessant und reizvoll.
Die verschiedenen sich ergebenden Inertialsysteme sind jedoch im Sinne der Galilei-Transformation einzeln zu betrachten, da die 3 Newtonschen Axiome schlicht und einfach eben nicht mehr gültig sind. Um die Vorgänge zu beurteilen und/oder zu berechnen bearf es der Galilei-Transformation, der Umrechnung von einem unbeschleunigten Raum-Zeit-Koordinatensystem (Inertialsysteme) auf ein anderes.
Gruß
Gordy