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Ein Beitrag zur Mechanik der Explosionen.

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628
E. Mach u. J. Wentzel.
voransgesetzt, dass die todten Touren iiberschdtten waren,
zeigten die Versuche bei gleichem v und variablem W keine
bemerkenswerthen Differenzen. Die folgende Tabelle zeigt
deshalb auch nur die Abhiingigkeit des Winkels vmUvon v.
v = 495,3
qmu = 15'
671,5
16,5O
1254,O
'19,O"
1780,5
22,5O
Das Verhdten des Winkels qmaxin Bezug auf v wird
hiernach durch eine Qerade gut dargestellt.
Durch diese wenigen Beobachtungen ist selbstversbdlich die Untersuchung iiber den behandelten Gegenstand
keineswegs abgeschlossen; die zuletzt mitgetheilten experimentellen Resultate sind 'nur als das Ergebniss von Vorversuchen zu betrachten, wie sie denn in der That nur als
Hiilfsbeobachtungen dienen sollten. Vielleicht finde ich epater einmal Gelegenheit, mich mit der experimentellen Seite
der Untersuchungen dieser Arbeit eingehender zu beschiiftigen.
Hi1d es heim, September 1884.
~
1X. l k BeJtrag xzcr HtwhanCk d m ErxpEosbmn;
o m E. M a c h und J. W e m t a e l .
(Am dem 92. Bde. der Sitzungeber. der kth. Acad. d. Wies. zu Wien.
II. Abth., vom 16. Juli 1885; mitgetbeilt von den Herren Verf.).
(Elcrrm Taf. VI Fig. 11-91.)
1. Im Laufe der letzten Jahre wurden im hiesigen Institute bei verschiedenen Gelegenheiten Beobachtiingen iiber
Vorkommnisse bei Explosionen gemacht, welche uns zum
Theil interessant genug erschienen, urn einige besondere
Versuche zum Studium d i e m Erscheinungen anzustellen.
Es ist bekannt, dass manche Explosivkorper, wie Dynamit, sich durch auffallende Eigenthiimlichkeiten auszeichnen.
Eine explodirende Dynamitpatrone bringt z. B. eine andere,
in einiger Entfernung durch Influenz l) zur Explosion, ein
1) Wir haben derartige Influenzvereuche mit kleinen Knallailberpatronen ausgefuhrt, welche an beiden Enden einer verkorkten Meeeing-
E. Mach
u.
J. Wentzel.
629
Verhalten, welches A be 1 zu seiner wunderlichen Theorie der
,,synchronen Schwingung'' gefithrt hat, die B e r t he lo t , wie
uns scheint, glucklich bekllmpft.1) Auch die hubschen Vereuche von Champion und P e l l e t , welch6 Jodsticketoff suf
einer Violoncellsaite durch Mittbnena) , und Nitroglycerin in
dem Brennpunkte eines Hohlspiegels durch explodirendes
Nitroxylglyc.osin in dem conjugirten Brennpunkte eines zweiten, dem ersteren zugewendeten conaxialen Hohlspiegels zur
Detonation gebracht haben3), kannen die A b el'sche Theorie
nicht stiitzen. Sie bringen nur die scbon bekannte Erregbarkeit der fraglichen Substanzen durch Stow4) in anderer
Weise zur Anschauung.
DaR A u s f r e s s e n und die Niipfchen, die an den
Bruchstucken von Metallplstten sich zeigen, auf welchen
rohre angebracht waren. Die eine Patrone bringt die andere a ~ rEsplosion. J e grosser die erste Patrone, desto langer katm die IUihre sein.
1) B e r t h e l o t , Sur la force des matithes explosives 1. p. 123.
Paris 1883.
2) Dieser Versuch, welcher nur zeigt, was bei der leichten Explosivitiit des Jodstickstoffs von vornherein zu erwrtrten ist , beweiat gar
nichts fiir die aynchrone Schwingung. Die Schwingungsperioden, von
welchen bei der Exploeion die Rede sein konnte, sind jedenfalle von ganz
anderer Dauer als jene einer Violoncelleaite.
9) Auch dieser Versuch, den ich mit Knallsilber ale Eweger in dem
einen Brennpunkte und mit Jodstickstoff ale enegtem Korper in dem
conjugirten Brennpunkte vor vielen Jahren schon als akustischen Collegienversuch mgestellt habe, geniigt seinem Zwecke ebenfalls niaht. Man
b u n in dern einen Bi.ennpunkte die von dem anderen Brennpunkte amgehende heftige Stosswelle mit der Hand fiihlen und kann optisch (nach
der Scblierenmethode) nachweisen, dass diese Welle am einem Stoss
M.
(ohne Periodicitat) besteht.
4) Die Explosion dee Korpera durch Stoes iat an sich das Merkwiirdigste an der Sache, wenn man bedenkt, dass die Arbeit dea Stosses die
Temperatur der ganzen Masse nur uumerklich erhohen kmn. Man muss
also daran denken, dass, wie beim Gtebrauch von Stahl und Stein, die
ganze Arbeit sich zuuklchst nur auf einen sehr kleinen Theil der Masre
iibertrilgt. Schwingungen apielen hierbei gewise keine Rolle. Nur wenn
ein Korper seinem Explosionspunkte sebr uahe ist, kann er auch durch
Tone zur Exploeion gebracbt werden. - Vor Jahren habe ich gelegentlich einen Siedeverzug durch Erregung eines in die Fliissigkeit eintauchenden Glasstabee zum Tonen aufgehoben.
M.
630
E. Mach
u.
J. Wentxel.
Dynamit explodirt ist, fuhrt D a u b r h e auf die Wirkung der
sehr dichten und heissen Explosionsgase zuriick, und erkltlrt
auf Grund seiner mit S a r r a u angestellten Versuche das
Vorkommen ganz ikhnlicher Gebilde an der Oberfliiche von
Meteoriten, welche die Luft mit einer Geschwindigkeit von
20-30 km in der Secunde durchschnitten haben.1)
In dem auffallendsten Widerspruche zu unserem mechanischen Instinct steht aber die Thatsache, dass eine frei
auf einer Metallplatte liegende Dynamitpatrone durch dieselbe nach u n t e n ein Lbch schligt, oder den unter ihr befindlichen Theil in kleine poly edrische Stiicke zersplittert,
wZlhrend dem Entweichen der Explosionsgase nach o b e n
doch scheinbar kein Hinderniss im Wege steht.
Wir wollen diese letztere Erscheinung ntlher betrachten
und anf ihre Ursache zurlickzufiihren suchen, wodurch auch
die Erklllrung der iibrigen erwahnten Thatsachen sich von
selbet ergeben wird.
2. Wir haben fast alle unsere Versuche mit weissem
Knallsilber ausgeflihrt. Eine Quantitit von etwa 5 mg
Knallsilber, auf eine horizontal frei in einen Trtlger geklemmte Visitenkarte zwischen Zuleitungsspitzen aus Stanniol
gelegt (Fig. 11) und durch eine kleine Leydener Flasche entziindet, schligt durch die Karte ein Loch, welches etwa der
Basis des Knallsilberhaufchens entspricht.
Ebenso kann man durch eine Glasscheibe, durch dlinnes
Blech u. s. w. ein Loch schlagen. Eine Wachsplatte wird eingebogen oder durchgeschlagen oder auf der unteren Seite
abgesprengt. Eine dickere Holzplatte zeigt unter der Explosionsstelle einen merklichen Eindruck.
Auf den Tisch legen wir Papier und auf dieses 5 mg
Knallsilber. Das Papier zeigt unter der Explosionsstelle
eine nach oben convexe Blase. Stanniol an die Stelle des
Papiers gesetzt, reisst nach oben auf. Die Blase, die in
diesen Fallen entsteht, kann als eine Wirkung des Riickst o s s e s angesehen werden, welcher dem heftigen und plcltz1) Daub rB e , Experimentalgeologie. Deutsche Auagabe. Braunsehweig 1860.
X. Mach
u.
J. Wentzel.
631
lichen Andriicken des Papier - oder Stanniolblattes an den
Tisch folgt. l)
Man kannte nun sunachst daran denken, dass die Luft
das Entweichen der platzlich entwickelten Explosionsgase
hindere, und dadurch bei dem Vorgange eine Rolle spiele.
Allein unter der Glocke der Luftpumpe (bei etwa 2 mm Quecksilberdruck) explodirendes Enallsilber schlilgt ein Kartenblatt
ebenso h r c h , wie bei der Explosion in freier Luft. Der
sonst sehr krliftige Knall reducirt sich hierbei auf ein
leises Anschlagen der Explosionsgase an die Luftpumpenglocke. 2,
Der Widerstand der Luft hat also mit dieser Erscheinung nichts zu schaffen. Dieselbe tritt aber bei ganz heterogenen heftigen Esplosionen auf und ist nicht an das Knallsilber oder Dynamit oder irgend einen anderen S t o f f
gebunden. Bringt man auf einer Glasplatte Zuleitungsstreifen aus Stanniol an, wie in Fig. 11, frillt den Zwischenraum noch durch einen Strich mit Metallpulver aus und
taucht die Glasplatte unter TerpentinBl, so geniigt, wenn die
Tafel hohl liegt, eine Legdenerflaschenentladung durch die
Unterbrechungsstelle, um daselbst ein Loch zu schlagen oder
die ganze Platte zu zertrummern. Eiu Flaschenfunken, der
in der Nlihe der Glaswand eines mit Fliissigkeit gefiillten
Gefasses in der Fliissigkeit iiberspringt, schlagt oft ein Loch
in die Wand. Die A r b e i t des Funkens in unseren Versuchen war gar nicht bedeutend; sie betrug im ganzen etwa
0,2 Kilogrammmeter, wobei natiirlich ein guter Theil auf den
1) Derartige Ruckstosswirkungen kann man auch bei anderen Gelegenheiten beobachten. Ein groaner Wasserstrinder, in dem eine stsrke
Pulverpatrone electrisch entzundet m d e , erhob sich, unmittelbar nach
der Explosion und dem Aufspritzen des Wassers, in die Luft. - Bei
einer grossen Knallquecksilberexplosion in Wien (etwa 18X-1858) aollen
siimmtliche Wnndschriinke des Laboratoriums nach innen ins Zimmer
gestiirzt sein.
2) Die Erscheinung ist auch als akustischer Collegienversuch recht
htibsch. - Bei dieser Gelegenheit haben wir auch den bekannten Versuch des Schmelzens und langsamen Verdampfena von Schieaspulver im
Vacuum wiederholt und die gewshnlichen Angaben besttitigt gefunden.
Zur Erhiteung benutzen wir einen galvaniech gliihenden Draht.
E. Mach u. J. Wentzel.
632
Funken in der Luft zu rechnen ist. - Setzt man auf einen
gewohnlichen versilberten und lackirten kauflichen Spiegel
die Ausladerspitzen einige Centimeter weit voneinander auf,
und fiibrt eine kriiftige Batterieentladung durch das Silber,
so schlilgt dieselbe unter jeder Ausladerspitze ein Loch
durch den Spiegel, wie D v o f l t k beobachtet hat.') Dieses
Durchschlagen bleibt aus, wenn der Spiegel nur versilbert
und nicht lackirt ist , augenscheinlich wegen der geringen
Masse des durch die Explosion fortgeschleuderten verdampfenden Silbers.
3. Der Unterschied der Geschwindigkeit, mit welcher
die Explosion in Pulver, frei in der Luft liegender Schiesswolle einerseits, Dynamit oder Knallsilber andererseits fortschreitet, ist sehr auffallend. Die ersteren Korper brennen,
wenn auch rasch, doch in einer merklichen Zeit ab, wtihrend
die Zersetzung der letzteren in einer sehr kurzen Zeit vor
sich geht. Streut man auf einen geknickten Bogen Papier
in die Knickung Pulver und an mehrere Stellen der Pulverlinie etwas Knallsilber und entzilndet das Pulver an einem
Ende, so sieht man die Linie rasch abbrennen, hiSrt aber
die Explosionen der Knallsilberhiiufchen deutlich n a c h e i n a n d e r . Die Spuren der Pulverkorner auf dem Papier, Fig. 13,
lassen deutlich die Fortpflanzungsrichtung '(A B) der Explosion erkennen, wahrend von jedem Knallsilberhiiufchen von
dem Loche, welches dasselbe geschlagen hat, strahlige Spuren
nach a l l e n Seiten ausgehen.
4. Alle oben erwtihnten eigenthumlichen Erscheinungen
hangen wahrscheinlich mit der grossen F o r t p f l a n z u n g Bg e s c h w i n d i g k e i t d e r E x p l o s i o n zusammen, und wir
wollen daher diese durch einen einfachen Versuch nachweisenma)
Wir legen Knallsilber auf ein Brettchen, Fig. 13, langs der
-.
1) Dvofbk, Wied. Ann. 19. 1). 323. 18Y3.
2) Diesen Versuch habe ich zuerst im Winter 1880 mit Hrn. Dr.
0.
Pick angestellt und das Resultat schon bei Gelegenheit eines Vortrages in der Soci6t6 franpaise de Physique de Pans mitgetheilt. Seances
de la SociW etc. Paris 1881. p. 213.
E. Mach u. J. Wmtxel.
633
parallelen Geraden A B und CD moglichst gleichmassig auf,
bringen zwischen beide Streifen eine berusste Glasplbtte und
entzthden das Knallsilber durch eine kleine Leydener Flasche
gleichzeitig bei A und C. Es entsteht auf der berussten
Platte ein schief liegender Interferenzstreifen EF, dessen
Winkel u mit A B , wenn man eich ftir die von der Explosionsstrecke ausgehende Schallwelle das 8:u y g ens’ ache
Princip giiltig denkt , die Fortpflanzungageschwindigkeit der
Explosion bestimmt. Es ist nilmlich c / v = aina, wobei c
die Schallgeschwindigkeit (fir die starken Explosionswellen
in unaerem Fall etwa 400 m), v die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Explosion in der Knallsilberlinie bedeutet. Wir
erhielten bei unseren Versuchen fur 1) Werthe zwischen 1700
und 2000 (m/sec).*)
Andere ilhnliche Versuche, welche zu demselben Resultate gefilhrt haben, wollen wir hier ubergehen.
6. Wegen dieser hohen Fortpfianzungsgeschwindigkeit
der Explosion verpufft ein Knallsilberhaufchen von wenigen
Millimetern Durchmesser in einer unmessbar kurzen Zeit?
und die Explosionsgase nehmen in eben derselben Zeit, nohh
fast bei derselben Dichte wie der feste Kbrper; die ganze
hohe Geschwindigkeit an, welche ihnen durch die Explosionaarbeit ertheilt wid. Da letztere von der Ordnung der Projectilgeschwindigkeiten ist, so liegt es nahe, anzunehmen,
dass die Platte, auf welcher der Explosivkorper liegt, gewissermassen d u r c hg e s c h o s sen wird , indem die untere
Helfte der Explosivmasse sich auf die obere Hillfte stiitzt,
und beide nach dem Gegenwirkungsprincip gleiche entgegengesetzte Beschwindigkeiten annehmen.
Wir stellen ein kleines ballistisches Pendel, Fig. 14, aus
einem T-formigen Stuckchen Holz mit einer hindurchgesteckten
Nadel her, in welches drei Visitenkarten ABC in der angedeuteten Weise eingeklemmt sind, von welchen C als Zeiger
dient. Wenn wir auf A mit Hiilfe von passenden electrischen
_____-
1) Berthelo t hat fiir die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Explosion in Gasgemengen durch vie1 complicirtere Methoden Zahlen \-on
derselben Ordnung erhalten.
E. Mach u. J. Wentzel.
634
Zuleitungen 5 mg Knallsilber explodiren lassen, so wird das
Blatt A durchbohrt, ohne dass das Pendelchen einen merklichen Ausschlag gibt. Um ein gleich grosses Loch durch
das Kartenblatt mit Biilfe eines cylindrischen Stiftes durohzudriicken, war eine Belastung desselben mit 20 Kilogramm
nothig. Da nun zum Abreissen der Papiertheile voneinander
immer nahezu dieselben Krafte nothig sein werden, so kann
man ermessen, in wie kurzer Zeit das Durchschlagen bei der
Explosion erfolgt, da durch so grosse Krilfte dem Pendel
keine merkliche Geschwindigkeit ertheilt wird. *)
6. Wir wllnschten, durch den Versuch einen Anhaltspunkt zur Beurtheilung der Geschwindigkeiten zu gew h e n , welche den Theilchen der Explosionsgase durch die
E x p l o s i o n s a r b e i t ertbeilt werden, und haben dies durch folgendes einfache Verfahren erreicht. An das beim vorigen Versuch verwendete Pendelchen werden zwei halbkngelfarmige
Schalen A B aus Messingblech, Fig. 15, mit den Hohlungen
nnc,h oben statt der Kartenbliltter angebracht. Ueber A wird
Seidenpapier mit den Stanniolleitungen geklebt und auf die
Uhterbrechungsstelle (den Mittelpunkt der Halbkugelechale)
wird etwa 0,02g Knallsilber gelegt. Die Laufgewichte E und D
dienen zur Herstellung des Gleichgewichtes und zur Regulirung der Schwingungsdauer. Die Hiilfte der von dem Mittelpunkt ausgehenden Explosionswelle trifft die game Flilche
der Schale, die sie nun nicht mehr durchstossen kann, und
ertheilt dem Pendel einen machtigen Ausschlag.
Nennen wir Q die von der Explosionswelle an das Pendel
abgegebene Bewegungsquantitat, Jf die Masse, T die Schwingungsdauer desselben, a den Abstand seines Schwerpunktee,
b den Abstand des Stosspunktes von der Axe, g die Schwere1) Nennen wir b den Abstand der Durchstqssstelle von der Axe,
p die variable &aft beim Reissen des Papiets, 8 dae Triigheitamornent
cles Pendels, w die erlangte Winkelgeechmiiidigkeit, so ist :
t
.-
wenn L die Dauer des Reiesens und
Kraft bdeutet.
P die mittlere hierbei aufgewandte
E. Much
u. J. Wentzel.
635
beschleunigung und cc den Ausschlagswinkel, so besteht die
Beziehung Q = ( 2/ n )M ( a / b ) g T s i n tc j2. Die gesammte BeWegungsquantitBt n#u der Explosionsmasse hlngt aber mit Q
in folgender Weise zusammen. Die Hillfte von mu befindet
sich in der unteren Halfte der Welle, Fig. 16, welche auf die
Schale trifft, und ee ergibt sich bei Vergleichung mit Fig. 17
far die verticale Componente :
n Id
t m v l rdcp.2nrsinq.cosq
Q
e
-
0
2rPn
-fmz;,
falls man annimmt, dass die Bewegungsquantitlt der unteren
Wellenhllfte in der Schale v e r b l e i b t . Setzt man aber
eine Reflexion der Welle o h n e S c h w l c h u n g voraus, so ist
Q = 'ia
m U.
Die Geschwindigkeit u liegt also jedenfalls zwiecben den
Grenzen 4 Q / m und 2 Q / m , wahrscheinlich nrthe an dem kleineren Werth.
Diese Grenzen der Geschwindigkeit sind in unserem
Falle rund 3600 und 1750 (m/sec). 1) Die Explosionsarbeit
fur 1 g Knallsilber in Grammcalorien ausgedrlickt, liegt demnach zwischen 1469 und 367 Calorien, wahrscheinlich nahe
der unteren Grenze. a)
1) Unsere Versuchsdaten waren: 3f = 44,4 g, m = 0,02 g (Knallsilber),
a = 8,2 cm, b = 12,8 cm, u echwankte in tlufeinanderfoigen-
T = 0,47 e c ,
I
den Versuchen wenig und betrug etwa 2C0.
2) Eine directe Bestimmung der Explosionsarbeit dcs Knallsil b e r s
ist uns nicht bekannt. Die Explosionsarbeit des Knallquecksilbers
liegt aber thatsiichlich nahc an der hier gefundenen unteren Grenze. Zwiechen. der Geschwindigkeit v und der auf die Masseneinheit entfallenden Exp1osionsa;rbeit n besteht die Beziehung :
mup
m u = - oder v =
2
m.
Will man die Arbeit der Masseneinheit in Calorien ausdriicken,
dieselbe :
SO
ist
rVmP
2 x 1?5 x gm'
welche Zahl natiirlich Grammcalorien bedeutet, wenn man das Gramm
als Masseneinheit wiihlt.
636
E. Mach
u.
J. Wentrel.
7. Da nach dem eben Angefiihrten die explodirende
Masse jedenfalls in einer sehr kurzen Zeit uad noch bei
grosser Dichte eine die gewohnliche Projectilgeschwindigkeit
weit iibersteigende Geschwindigkeit erhillt, so ist die Durch.
bohrung der anliegenden Platte nicht mehr rlthselhaft. Auf
dieselbe Weise erkliirt sich auch das Zertriimmern und
Durchbohren von Glasplatten durch electrische Entladungen
in den oben angefiihrten Versuchen.
8. Das Durchschlagen von Platten durch Knallsilberpatronen erinnert noch an eine andere verwandte Erscheinung.
Wie bekannt, kann man durch eine Glasscheibe mit
einem Kugelstutzen ein ziemlich scharf begrenztes rundes
Loch dnrchschiessen, welches die Gr6sse der Kugel wenig
iibertrifft. W i r haben diesen Versuch gelegentlich miederholt
und bemerkt, dass die frei aufgehangte Scheibe hierbei kaum
merklich bewegt wird. Die Scheibe wird hierbei nicht g e s p r e n g t , weil sie sich nicht d u r c h b i e g t , Denn bevor die
Durchbiegung von der getroffenen Stelle aus sich mit de;
geringen Eortpflanzungsgeschmindigkeit einer transversalen
Schallwelle merklich ausgebreitet hat, ist die Scheibe bereite
diirchbrochen. Die von der Kugel geschlagenen Locher sind
stets trichterf6rmig gegen die von der Kugel zuerst getroffene
Seite zu e n g e r , Fig. 18, sodass sich hieraus die Flugrichtung
der Kugel nachtrilglich mit voller Sicherheit bestimmen lasst.
Genau dieselbe Eigenthiimlichkeit zeigen die durch Knallsilber oder durch den electrischen Funken (DvoEkk) in
Glasscheiben geschlagenen Lacher. Man kann die Trichterform erkliren, wem man bedenkt, dass Ton der getroffenen
Stelle aus eine longitudinale, sich ausbreitende Schallmelle
von jedenfalls sehr hoher Fortpflanzungsgeschwindigkeit ausgeht, und dass die letzten Theile vermbge ihrer grossen
Excursionsgeschwindigkeit abreissen kannen, wie die Theile
am Ende einer krilftig tonenden Flussigkeitsskule (Ca g n i a r dL a t o u r , DvoEBk) als Tropfen fortfliegen.
9. Hier mochten wir eine andere auffallende Thatsache
erwilhnen) welche ebenfalls auf dem Verhiiltniss der Schallgeschwindigkeit zur Projectilgeschwindigkeit beruhen diirfte.
E. Mach
u.
J. Wentzel.
637
Bei Gelegenheit von V~rsuchen,welche vor einigen Jahren
im hiesigen Institute angestellt wurden, wurde ein cylindrischer Stab aus weichem Holz (von etwa 12 mm Dicke und
60 cm Lllnge), der als Zielstab diente, in einer Pistole vergessen und mit gegen ein ballistiaches Pendel (bestehend aus
einem mit Lehm geftillten Kasten aus weichem Holz) abgeschossen. Der Stab durchdrang, ohne zu b r e c h e n oder zu
s p l i t t e r n , die 2 cm starke Holzwandl) und blieb, wie vom
Schreiner angepasst, in derselben stecken. Hier hatte der
Stab die Holzwand durchbohrt nnd seine Geschwindigkeit
verloren , bevor die zu seiner Durchbiegung ntithige Zeit
von einem Viertheil der Dauer seiner T r a n s v e r s a 1s ch w i n g u n g verflossen war. . Dass aber das vorausgehende
Ende des Stabes nicht zerdriickt erscheint, liegt an der hohen
Fortpflanzungsgeschwindigkeit der long i t u d i n a l e n Schallwelle (etwa 1000 (m / sec)). Die Geschwindigkeitsverminderung
des ersten Stabquerschnittes theilt sich so rasch durch die
ganze Stabllrnge mit, dass die Geschwindigkeit aller Stabtheile
fast i n gleicher Weise abnimmt, und jene grossen relativen Beschleunigungen, welche zum Zerdrticken nothig sind,
in dem Stab gar nicht auftreten k6nnen.
Unserer Erfahrung und unserem mechanischen Instinkt
sind nur diejenigen F U e geliufig, in welchen die Geschwindigkeit der Bewegungen und Deformationen klein ist gegen
die Schallgeschwindigkeit. Tritt der umgekehrte Fall sin,
so ergeben sich uberraschende Erscheinungen, welche unserem Gefiihle fern liegen. Dieselben fiihren aber zu einer
neuen Classe von mechanischen Aufgaben und bedfirfen auch
noch einer analytischen Bearbeitung. a)
1) Vor Jahren habe ich Him. Ingenieur J. P o p p e r in Wien diem
Tbateache mitgetheilt mit der Frage, ob man nicht eine tecbnische Anwendung hiervon machen k6nnte. Ich erhielt die Antwort, dass der
amerikanische Ingenieur S h a w darauf verfallen sei, die Piloten in dem
Hafen von New-Pork e i n z u s c h i e s s e n , statt dieselben e i n z u r a m m e n ,
was mit gutem Vortheil und grosser Prllcision auezufiihren sei.
2 ) Wenn wir uns dcnken, daas ein Stab gedehnt und schlieeelich
zerrissen wird, wenn wir die Verschiebungen des reissenden und von den
Deformationskriiften ergriffcnen Querschnittes als Absciesen und die Krilfte
als Ordiuaten auftragen, Fig. 19, so stellt die Quadratur der betreffenden
638
6 Mach
u.
J. Wentzel.
10. Es wird mgefuhrt, dass man mit sehr rasch rotirenden Pttpierscheiben sehr karte Korper leicht durchschneiden
kann, und R e e s e l ) in Pittsburg sol1 mit rotirenden Scheiben
am w e i c h em Eisen mit einer Randgeschwindigkeit von
7620 m in der Minute Stahlbarren schneiden.
Wenn dies richtig ist, woriiber wir bisher keine ausreichenden Versuche machen konnten, so liegt es nahe, aucli
hier an die Wirkung der Projectilgeschwindigkeit des Scheibenrandes 127 (mlsec) und an den Umstand zu denken, dass
d i e s e l b e Stelle des geschnittenen Korpers mit immer n e u e n
Stellen der schneidenden combinirt wird.
11. D a u b r B z, hat die Verhderungen studirt , welche
a n der Oberfllche der Meteoriten durch die von denselben
verdichtete heisse Luft hervorgebracht werden, und M e 1se n s
hat die Wirkungen genau untersucht, welche die von mit
grosser Qeschwindigkeit bewegten Projectilen mitgefiihrten
Luftmassen erzeugen. W i r hegten bei Beginn unserer Versuche die Hoffnung, dass es uns gelingen werde, die von
Projectilen mitgefuhrten Luftmassen nach der Schlierenmethode a i c h t b a r zu machen und durch Photographie zu
fixiren. Dies ist uns zwar nicht gelungen, wir sind aber
nach den Versuchen, die wir gleich anfuhren werden, iiberzeugt, dass dies nur an der Kleinheit der Projectile und der
geringen Projectilgeschwindigkeit lag, welche wir im Zimmer anwenden konnten. Das Sichtbarmachen dieser Luftmassen scheint
un8 f i r ballistische und physikalische Zwecke nicht ohne Interesse, und wir haben die Absicht, hierauf zurttckzukommen.
Curve die A r b e i t vor, und zwar iiber ab, albl die Dehnungsarbeit,
iiber b c , b,c, die eigentliche Zerreissungsarbeit. Wird nun das
Zerreissen so raach ausgefiihrt, dass die Dehnung sich nur auf ein sehr
kleines Stabstiick fortpflanzen kann, so wird die Geeammtarbeit hierdurch verkleinert. Es ist also wohl zu vermuthen, dass die Anwendung
sehr hoher Deformationsgeschwindigkeiten wesentliche technische Vortheile bieten kann.
1) R e e s e , Dingler's polytechn. Journ. 223. p. 545. 1877.
2) DaubrB, 1. c.
3) Melsens, Ann. de chim. et de phys. (5) 26. p. 389. 1882. Vgl. auch: Die Messmaschine von Whitworth, Deutsche Ausgabe.
Jena, Costenoble 1879. p. 7.
E. Mach
u.
J . Wentzel.
639
32. Urn uns ftir die eben gestellte, etwas schwierige
Aufgabe vorzubereiten, haben wir zwei andere leichtere ge16st. Wir haben mit Hiilfe der klluflichen Trockenplatten
f& Portrlltphotographie Pistolenkugeln im Flug und Schallwellen photographirt. Das erstere gelingt sehr leicht. Die
Kugel K fliegt bei I , Fig.20, zwischen Drllhten durch, welche mit
Glasrahrchen bedeckt sind, zerschllgt dieselben und last den
Funken einer Batterie B aus, der gleichzeitig noch bei H
iiberspringt. Das Licht von H,welches im d u n k l e n Zimmer die Kugel momen t a n beleuchtet, was jeden mechanischen Momentanverschluss liberfltiesig macht, wird durch das
E'ernrohrobjectiv F auf der Oeffnung eines photographischen
Apparates von kurzer Brennweite gesammelt, welcher auf I
eingestellt ist, und von der Kugel, den Electroden bei I und
dem daselbst ausgelosten Funken ein kleines, vollkommen
scharfes Bild entwirft. Aue dem Bilde war zu ersehen, dass
der Funke erst bei BerUhrung der Kugel mit den Electroden ausgelast wurde, welche letztere auf dem Bilde noch
unverlndert erschienen. l)
Etwas mehr Umsicht erforderte die Lasung der zweiten
Aufgabe. - Die Schallwelle, welche von einem Funken I
ausgeht, wird, nachdem sie sich zu einer gewissen Grasse entwickelt, von einem s p l t e r eintretenden Funken 11beleuchtet,
nach der T 6 pler'schen Schlierenmethode z, sichtbar gemacht
und photographirt. Hierzu ist durchaus eine sehr genaue
wiUkWliche Regulirung der Momentanbeleuchtung nothwendig,
die wir besonders beschreiben werden. Im Ubrigen ist die
Anordnung des Apparates jener im vorigen Versuch sehr
Sihnlich, nur befinden sioh bei I Electrodenkugeln, deren
Centrallinie in der Axe des Fernrohrobjecteo F liegt, und
welche den Funken decken. Das Licht des Funkens II,
1) Ueber dieeeii und den folgenden Verauch wurde bereita kurz bericbtet im ,,Anzeiger d. Wiener Acdemie" 1884. Nr. 15. Dae genaue
Zielen, welches bei dem ereten Vemuch nathig iet, wurde durch Hindurchschen durch den Lauf des befestigten Hinterladers rnit Hiilfe eines
Planepiegels bewerketelligt.
2) TGpler, Beobachtungen nach einer neuen optischen Methode,
Bonn 1864.
640
K. L.
Bauer.
der naturlich von einer besonderen Batterie herriihrt , wird
durch F in einem Bilde auf der Oeffnung des photographischen Apparates gesammelt , und dieses genau abgeblendet,
sodass nur das durch die Wellenschliere abgelenkte, neben
der Blendung vorbeigehende Licht zur lichtempfindlichen
Platte gelangt. Mit dieser geringen Lichtmenge kann man
natiirlich nur ein sehr kleines, mit der Lupe zu betrachtendes Bild erhalten. Die Welle erscheint im Negativ ale ein
dunkler, die Electroden umgebender Ring mit Busseret feinen
Schattirungen. Das Bild ist sehr durchsichtig, eodass es
sich zum Copiren nicht eignet, doch fixirt es alle Einzelheiten, welche man beim directen Durchsehen durch den
Apparat wahrnehmen kann.
Wir haben bei dieser Qelegenheit noch den Herren
Professoren K i c k in Prag und P i s k o in Wien fir einige
Literaturnachweise zu danken.
Zum Beweise des Satzes, dass die Electricitit sich auf
der Oberflllche der Leiter ausbreitet, aber nicht ins Innere
tlringt, hat Coulomb zueret folgenden Versuch angestellt.
Ein aus hartem Holze bestehender isolirter Cylinder,
dessen Durchmesser 4 Zoll betrug, und in welchem sich
mehrere Lacher von je 4 Linien Durchmeeser und Tiefe befanden, wurde vermittelst der Leydener Flasche oder des
metallenen Electrophordeckels durch einen oder mehrere
electrische Funken geladen. Wenn man ein an einem
Schellackstibchen befestigtes Scheibchen aus Goldpapier
irgendwo mit der Oberflllche des electrisirten Cylinders in
Beriihrung und sodann in die Ntlhe eines empfindlichen
Electroskops brachte, gab das letztere sogleich eine Anzeige;
dem war aber nicht so, wenn jetzt das entladene Probescheibchen in eines der Lacher des Cylinders vorsichtig SO
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