Vlieg door een auto

[FlorianK]

Beste forumbezoekers,
 
het volgende vroeg ik me af:
 
Als je in een auto rijdt, met aan weerszijden een raam open.
En een vlieg weet zijn vlucht zo te timen dat hij loodrecht op de beweging van de auto de auto invliegt, wat doet het binnentreden van de auto dan met de baan van de vlieg?
 
Ik kan mij 3 dingen voorstellen:
 
1: de vlieg komt de auto binnen en knalt tegen de achterruit, omdat de auto hard rijdt en hem 'schept'.
 
2: de vlieg vliegt vrolijk rechtdoor en wordt meegenomen door de 'stilstaande' lucht in de auto, waardoor hij zo aan de overkant de auto weer uit kan vliegen
 
3: de vlieg vliegt binnen, ervaart het genoemde in 1, maar door de hogere luchtdruk achterin de auto wordt hij enigszins meegenomen met de auto, waardoor hij niet tegen de achterruit klapt, maar rustig tegen een zijraam achterin de auto aanvliegt.
 
 
Iemand enig idee waar ik aan moet denken?
 
Vriendelijke groet,
Florian
 
 
(in de bijlage heb ik geprobeerd een globale schets toe te voegen van de baan van de vlieg in de auto en van bovenaf gezien voor de hierboven genoemde mogelijkheden (waarbij de blauwe golfjes in de auto lucht voorstellen))

[FlorianK]

Overigens bedenk ik me net dat de geschetste lucht niet goed is. In '2' heb ik het over stilstaande lucht, maar ik teken (althans, probeerde ik) een hogere luchtdruk achterin de auto.
Hogere luchtdruk achterin doet zich natuurlijk voor bij het optrekken van de auto, niet bij rijden met een vaste snelheid. Of wel als de ramen open staan en er een hoop wind naar binnen wappert?
 
Overigens, maakt het voor mijn verhaal nog uit of de auto met een constante snelheid rijdt, of juist optrekt of afremt?
 
 
Zelf neig ik te denken dat geschetste tekening 3 de juiste is bij rijden met constante snelheid.
Maar zou je door hard genoeg te versnellen (waarbij de luchtdruk achterin hoger wordt) het geval van schets 2 kunnen bereiken?
Of.. juist door af te remmen de vlieg kunnen verhinderen je auto binnen te vliegen? (omdat bij remmen de luchtdruk voorin toeneemt en zo door je ramen 'naar buiten waait'?)

[Benm]

Ik denk dat het vooral uitmaakt hoe hard je rijdt. Bij een slakkengangetje waait de wind zo het ene zijraam in en het andere uit, maar bij 100 km/h is het nogal een turbulent gebeuren als je ramen opent. Om te zien wat er exact gebeurd zou je de auto in een windtunnel moeten zetten met de ramen open, en niet exact loodrecht in de luchtstroom. 

[gast031]

Vind het een goeie vraag, alleen de vliegrichting van de vlieg klopt niet want dan zou de vlieg reeds een zijwaartse snelheid hebben. Ze dient sowieso van schuin voren te komen en dan nog zal de vlieg alleen binnendringen als de auto de vlieg "vangt". Volgens mij zal ze dan dezelfde weg afleggen als de wind dit doet bij het binnendringen in de auto. 
 
Het kan ook zijn dat de vlieg helemaal niet de auto binnen kan dringen bij hoge snelheid omdat de snelheid dan te hoog is en de vlieg niet naar binnen kan dringen, door tegendruk. Is niet hetzelfde als een papiertje uit het raam gooien en dat dit terugkomt omdat het papiertje namelijk al de snelheid van de auto heeft. 

[Benm]

Dat laatste zou ook nog wel eens kunnen, iets lichts uit een snel rijdende auto gooien is nog niet zo eenvoudig. Een propje papier komt inderdaad terug, tenzij je het 'naar achter' gooit (kan evt wel tegen je auto aan ketsen, maar een papiertje kan ie wel tegen). 
 
Ook heb ik wel verhalen gehoord waarbij iets dat  uit het voorraam gegooid wordt via een open achterraam weer naar binnen komt, passagiers die een peuk van de chauffeur in hun gezicht krijgen etc. Of dit waar of reproduceerbaar is weet ik niet. 

[Michel Uphoff]

Of dit waar of reproduceerbaar is weet ik niet.

 
Dat kan ik bevestigen. Ooit (toen ik nog in de auto rookte, zou ik nu niet meer doen, krijg je een stinkauto van..) is het mij overkomen dat een uit het voorportier geworpen peuk door het open achterraam weer naar binnen en op de achterbank terecht kwam waarna het een gat in de bekleding brandde.

[gast031]

Het papiertje of de peuk hebben dezelfde snelheid als de auto, de lucht buiten de auto heeft bij geen wind dezelfde snelheid in tegengestelde richting, tenminste vanuit de auto gezien. Er ontstaat een werveling bij openstaande ramen en het papiertje wordt dus terug geduwd. 
 
Maar bij de vlieg is het toch anders want deze heeft minimaal de snelheid van de auto maar dan in tegengestelde richting. Als de auto 120 km/uur rijdt dan heeft de vlieg die de auto nadert een snelheid van 120 km/uur vanuit de auto gezien. Tegen een voorruit is dit natuurlijk pats boem, platte vlieg. 
 
Een vlieg heeft massa en is zwaarder dan lucht maar die lucht komt van voor de auto en niet van opzij, daarom zal er geen vlieg de auto kunnen binnendringen maar afketsen op de stroming van de lucht langs de auto. 
 
Misschien dat het bij lage snelheid wel mogelijk is 

[Benm]

Bij lage snelheid kan het zondermeer, limietgeval is stilstand en dan kan een vlieg echt wel door een auto heen vliegen. Met een paar km/h zal dat vast weinig anders zijn - maar in de situatie dat de auto harder rijdt dan vliegen vliegen of wind waait ligt het mogelijk anders. 
 
Die drukverhoging zoals geschetst is denk ik niet zo relevant, in de praktijk is het effect niet heel groot (je oren ploppen niet echt als je achterin een auto zit en iemand doet een voorraam open, of trekt op met de ramen open etc. 
 
Maar wellicht is het een handiger voorbeeld: vervang de auto door een cabriolet. In de auto ben je door de voorruit afgescherm van de rijwind, dus dat hele volume lucht heeft ongeveer dezelfde snelheid als de auto. Vraag is vervolgens: kan een vlieg vanaf de zijkant net achter de voorruit een cabrio 'in' vliegen en er aan de andere zijkant weer 'uit'?
 
Ik denk het niet, hoogtens als die vlieg net op het goeie plekje vrijwel voor de auto zit en gevangen raakt in de turbulentie, maar of ie er dan aan de andere kant weer uit komt is twijfelachtig. 

[gast031]

Er is natuurlijk wel bedenk ik nu een binnengaande stroming door onderdruk, als de vlieg toevallig in deze stroming terecht komt kan deze wel in de auto terechtkomen maar heeft dan wel de snelheid van de lucht in de auto en zal dan niet tegen de achterruit knallen. 
 
Misschien de volgende keer zo'n bericht bij stromingsleer plaatsen. 

[Benm]

Mogelijk is dat inderdaad een betere categorie. Simpele klassieke mechanica gaat dit niet zomaar oplossen in ieder geval. In principe zou een vlieg ook gewoon achter je auto aan kunnen vliegen met 130 km/h zolang die ergens onderaan de achterruit blijft hangen

[gast031]

Dus aan de topic starter zoals jij de richting van de vlieg hebt getekend zal deze de auto niet kunnen binnenvliegen, dit kun je heel gemakkelijk uitproberen door te blazen bij een opening van een blikje, als je dan haaks een propje gooit zal het propje de opening missen. 
 
De vlieg kan alleen binnenvliegen als deze een specifieke weg aflegt en wel rakelings van voren komend, door de onderdruk zal deze dan in de auto terecht komen en met een snelheid die de lucht heeft in de auto. 
 
Dus volgens mij zit tekening 3 er het dichts bij en hoef je dan alleen de richting waaruit de vlieg komt aan te passen namelijk rakelings van voren komend. 

[FlorianK]

Heldere antwoorden, bedankt. Weer wat bijgeleerd.
 
Zojuist zat ik me af te vragen of het nog verschil zou maken als we het niet over een vlieg hebben, maar over een tennisbal die door de auto wordt gegooid. Maar terwijl ik daarover nadacht bedacht ik me ook dat die zich sowieso niet zoveel (niet bijzonder merkbaar) zal aantrekken van luchtweerstand, verschil in luchtdruk of wind. Als je die dus maar snel genoeg gooit, dan zal de bal wel een pad dwars door de auto kunnen afleggen. Lijkt me....
(wellicht wel beter dan de achterramen te kiezen, lijkt me fijner voor de bestuurder. Maar dat terzijde.)
 
Nogmaals dank.

[Benm]

Een tennisbal heeft inderdaad een stuk meer massa per wijvingsoppervlak, dus die kan er eventueel wel door met flink wat snelheid. Neemt niet weg dat het passeren van het raam best een flinke extra snelheid kan opleveren waardoor die tennisbal niet vlak voor het hoofd van de bestuurder langs gaat maar hem vol in het gezicht gaat raken bij praktijkproefjes