Eine ganz spezielle Denk-Aufgabe...bitte mal anschauen!

[Philip]

Das ist doch das schöne an der Physik! Man braucht keine Experimente zu machen, sondern muss sich das ganze nur plastisch vorstellen. Ich gebe aber zu, dass ich kurz vor dem eintöggelen meiner Antwort auf Seite 1 auch fast in die Falle getreten wäre. :)

[dschaedl]

Wenn ein Auto rollt und man zieht seine Ablagefläche mit der gleichen Geschwindigkeit unter den "Füssen" weg..wie soll es sich gegenüber einem fixen Punkt bewegen können?

[/Quote]

 

Da hast Du absolut recht. Das Auto wird an Ort und Stelle bleiben.

Der grosse Unterschied besteht jedoch darin, dass das Auto über die Räder angetrieben ist. Beim Flugzeug laufen die Räder nur mit.

 

Bleiben wir mal beim Auto. Jetzt hängen wir einen Anhänger hinten an das Auto. Das Laufband machen wir etwas schmaler, so dass die Autoräder nicht mehr *auf* dem Band sind, sondern daneben (also auf der Strasse). Der Anhänger befindet sich aber noch auf dem Band.

Was passiert nun? Sobald die Räder des Autos zu drehen beginnen fährt es ganz normal los (die Räder befinden sich ha auf der Strasse) - einverstanden? Der Anhänger folgt dem Auto - ist ja auch festgemacht. Immer noch einverstanden? ok, was passiert aber mit den Rädern des Anhängers und dem Laufband? sobald sich der Anhänger bewegt (das Auto fährt los) beginnen sich die Räder zu drehen und das Laufband bewegt sich in der Gegenrichtung. Die Räder beginne also immer schneller zu drehen. Der Anhänger fährt aber trotzdem davon; ist ja schliesslich am Auto angehängt.

Alles Klar soweit?

 

Gut, nun übertragen wir das ganze aufs Flugzeug:

Das Auto kannst Du mit den Triebwerken gleichsetzen, sie halten sich "an der Luft fest" (= Strasse beim Auto) und ihnen ist es absolut egal was das Laufband macht. Das Fahrwerk (eigentlich das ganze Flugzeug) ist dem Anhänger gleichzusetzen, seine Räder drehen einfach, werden aber von den Triebwerken gezogen. Also was passiert mit dem Flugzeug als ganzes?

 

ist das so zu verstehen? konnte ich Dich überzeugen?

 

Gruss

Daniel

[Herbert Frehner]

@X-Plane

 

Das Auto erwirkt seine Vorwärtsbewegung über das Drehmoment der Antriebsräder durch Reibschluss mit der Radauflage, also in diesem Fall dem Band während das Flugzeug den Antrieb durch Rückstoss der Triebwerke unabhängig vom Zustand der Radauflage erzeugt.

 

Herbert

[dschaedl]

Das Auto erwirkt seine Vorwärtsbewegung über das Drehmoment der Antriebsräder durch Reibschluss mit der Radauflage, also in diesem Fall dem Band während das Flugzeug den Antrieb durch Rückstoss der Triebwerke unabhängig vom Zustand der Radauflage erzeugt.

 

so kann man's natürlich auch ausdrücken:008: :008:

[Johannes Müller]

Ich staune, mit welchem Eifer hier gespielt wird ... dabei ist die Frage ja eine ganz unsinnige - es fehlt lediglich diese Einleitung:

 

"Nehmen wir an die Gesetze der Physik würden nicht gelten, .... "

 

Die Fragestellung ist schon einmal physikalisch unmöglich, weshalb diskuttiert ihr hier mit Gesetzen der Physik -- damit kann man die Fragestellung nicht realistischer machen.

 

Nehmen wir an, ein Heissluftballon könnte unter Wasser betrieben werden und der Wasserdruck würde in tieferen Wasser abnehmen - würde der Ballon nun steigen oder sinken?

 

Ist 1=2?

 

1=2

1=1+1 | alles mit Unendlich multiplizieren

Unendlich = Unendlich + Unendlich

Unendlich = Unendlich

also 1=2

 

Aber eins muss man euch lassen, die Antworten sind alle sehr kreativ, und schon dafür müsste man eine gute Note bekommen :D

 

Gruss

Johannes

[X-Plane]

Da hast Du absolut recht. Das Auto wird an Ort und Stelle bleiben.

Der grosse Unterschied besteht jedoch darin, dass das Auto über die Räder angetrieben ist. Beim Flugzeug laufen die Räder nur mit.

 

Bleiben wir mal beim Auto. Jetzt hängen wir einen Anhänger hinten an das Auto. Das Laufband machen wir etwas schmaler, so dass die Autoräder nicht mehr *auf* dem Band sind, sondern daneben (also auf der Strasse). Der Anhänger befindet sich aber noch auf dem Band.

Was passiert nun? Sobald die Räder des Autos zu drehen beginnen fährt es ganz normal los (die Räder befinden sich ha auf der Strasse) - einverstanden? Der Anhänger folgt dem Auto - ist ja auch festgemacht. Immer noch einverstanden? ok, was passiert aber mit den Rädern des Anhängers und dem Laufband? sobald sich der Anhänger bewegt (das Auto fährt los) beginnen sich die Räder zu drehen und das Laufband bewegt sich in der Gegenrichtung. Die Räder beginne also immer schneller zu drehen. Der Anhänger fährt aber trotzdem davon; ist ja schliesslich am Auto angehängt.

Alles Klar soweit?

 

Gut, nun übertragen wir das ganze aufs Flugzeug:

Das Auto kannst Du mit den Triebwerken gleichsetzen, sie halten sich "an der Luft fest" (= Strasse beim Auto) und ihnen ist es absolut egal was das Laufband macht. Das Fahrwerk (eigentlich das ganze Flugzeug) ist dem Anhänger gleichzusetzen, seine Reder drehen einfach, werden aber von den Triebwerken gezogen. Also was passiert mit dem Flugzeug als ganzes?

 

ist das so zu verstehen? konnte ich Dich überzeugen?

 

Gruss

Daniel

 

Interessant, stimmt eigentlich schon...danke :)

[dschaedl]

Die Fragestellung ist schon einmal physikalisch unmöglich' date=' weshalb diskuttiert ihr hier mit Gesetzen der Physik -- damit kann man die Fragestellung nicht realistischer machen.

[/Quote']

 

nun ja, fast alle realen Abläufe werden in ein Modell verwandelt und es müssen Annahmen getroffen werden, die nicht 100% den Tatsachen ensprechen (Vernachlässigung von Luftwiderstand, konstante Temperatur, konstante Erdanziehungskraft, etc. etc. ...)

 

Würde man diese Aufgabe ohne Annahmen diskutieren wär's doch ganz schön langweilig:

So ein Laufband gibt's gar nicht, bzw. lässt sich gar nicht bauen. Punkt. Schluss. aus.

 

Die meisten dieser Knobelaufgaben beruhen darauf, dass man Annahmen trifft. Ansonsten wüsste man meist aus Erfahrung die Lösung bereits.

 

Ist 1=2?

 

1=2

1=1+1 | alles mit Unendlich multiplizieren

Unendlich = Unendlich + Unendlich

Unendlich = Unendlich

also 1=2

[/Quote]

Die Mathematik ist eine exakte Wissenschaft, da braucht's keine Annahmen.

Das Problem an Deinem Beispiel ist, dass man mit "unendlich" nicht rechnen darf.:cool:

 

Daniel

[Ueli Zwingli]

Es ist schon faszinierend, wie die Hirne glühen und die Postings rasen! Es ist wie bei den Rädern und dem Laufband, schnell, schneller, immer schneller. Dabei fehlt mir immer noch die Wurst zum vielen Senf..... :p ;)

[Lomo]

Bleiben wir mal beim Auto. Jetzt hängen wir einen Anhänger hinten an das Auto. Das Laufband machen wir etwas schmaler, so dass die Autoräder nicht mehr *auf* dem Band sind, sondern daneben (also auf der Strasse). Der Anhänger befindet sich aber noch auf dem Band.

Was passiert nun? Sobald die Räder des Autos zu drehen beginnen fährt es ganz normal los (die Räder befinden sich ha auf der Strasse) - einverstanden? Der Anhänger folgt dem Auto - ist ja auch festgemacht. Immer noch einverstanden? ok, was passiert aber mit den Rädern des Anhängers und dem Laufband? sobald sich der Anhänger bewegt (das Auto fährt los) beginnen sich die Räder zu drehen und das Laufband bewegt sich in der Gegenrichtung. Die Räder beginne also immer schneller zu drehen. Der Anhänger fährt aber trotzdem davon; ist ja schliesslich am Auto angehängt.

Alles Klar soweit?

 

Gut, nun übertragen wir das ganze aufs Flugzeug:

Das Auto kannst Du mit den Triebwerken gleichsetzen, sie halten sich "an der Luft fest" (= Strasse beim Auto) und ihnen ist es absolut egal was das Laufband macht. Das Fahrwerk (eigentlich das ganze Flugzeug) ist dem Anhänger gleichzusetzen, seine Räder drehen einfach, werden aber von den Triebwerken gezogen. Also was passiert mit dem Flugzeug als ganzes?

 

Daniel,

 

sehr anschaulich erklaert!

 

 

Johannes,

 

die Fragestellung ist ueberhaupt nicht physikalisch unmoeglich. Selbst bei nicht-idealen Lagern, Raedern etc. wird der Flieger abheben, aber halt einfach spaeter als auf ner Runway.

 

Die Frage ist nur, ob man so ein grosses Foerderband bauen koennte, das ist aber ein Ingenieurs-Problem und keines der Physiker. Die Physiker schliessen die ganze Geschichte nicht aus.

 

Gruss

Lorenz

[ursmunger]

Physikalisch unmöglich ist aber das Verhalten des Laufbandes. Denn das Laufband kann nur mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Räder zurückdrehen, wenn das Flugzeug stillsteht - das wird es ja aber nicht, da der Schub unabhängig vom Laufband ist.

Die einzige Möglichkeit, wo die Konstellation physikalisch möglich ist: Das Flugzeug gibt NIE genug Schub, um irgendwas in Bewegung zu setzen. Somit bleiben Flugzeug und Laufband unendlich lang still stehen (dann würde das Flugzeug nicht abheben ;) ).

Sobald aber das Flugzeug eine auch nur geringe Vorwärtsgeschwindigkeit hat (und die braucht es ja, um überhaupt das Laufband in Gang zu setzen), so wird sich das Ganze ins Unendliche aufschaukeln (Drehgeschwindigkeit der Räder und des Laufbandes), da ja, solange eine Vorwärtsgeschwindigkeit besteht das Laufband beschleunigen muss, um die Geschwindigkeit der Räder zu erreichen. Und irgendwann macht's schlapp.

 

Kurzfassung des Paradoxons: Entweder bleibt das Flugzeug ohne Schub still stehen und somit wird auch das Laufband nie aktiviert oder das Flugzeug beginnt sich zu bewegen, der Mechanismus setzt sich in Gang - kann aber nie nach Aufgabenstellung funktionieren, da die Geschwindigkeiten nicht übereinstimmen, und irgendwann macht das ganze Schlapp, denn ich glaube wir sind uns einig dass die Geschwindigkeit des Laufbandes kurz vor unendlich mal zu hoch sein wird, dass das Ganze mechanisch funktioniert.

 

Meine Meinung (hatte immer gute Noten in Physik :005: ).

[Johannes Müller]

Genau das meinte ich, Urs.

 

Sobald sich etwas bewegt, müssen wir uns in eine andere Dimension versetzen, wo die hiesigen Gesetze der Physik ausser Kraft treten. Und dort könnte genausogut die grüne Farbe auf einigen der Schrauben am Flieger den Auftrieb besorgen. :D :D

 

Der Pilot könnte z.B. kurz im Cockpit, zusammen mit einigen Passagieren eine schnele Vor-Zurück Bewegung machen, um das Flugzeug ganz ganz leicht nach HINTEN zu bewegen - nun drehen die Räder auf eine unendliche Winkelgeschwindigkeit (vom Band angetrieben) hoch, da braucht er nur kurz die Bremse zu ziehen und schon wird das Flugzeug mit einer unendlichen Beschleunigung nach Vorne geschossen (sofern das Regelwerk Rad -> Band zumindest eine leichte Verzögerung hat). Aber bei der unendlichen Geschwindigkeit wird sich sowieso die ganze Masse in ein schwarzes Loch verwandeln, d.h. Flugzeug, Band und alle Zuschauer können sowieso nichts vom Versuch berichten (dieser Teil ist zugegebenermassen nur geschätzt). :D :D

 

Gruss

Johannes

[SwissMD-11]

Also, ich habe diesen Thread erst gerade gesehen... habe bis Seite 2 gelesen, mehr vom selben konnte ich leider nicht ertragen....

 

Also Ich seh's folgendermassen:

 

Das Rollband bewegt sich immer schneller, waehrend die Leistung der Triebwerke zunimmt, und generiert somit eine Kraft, die sich der Kraft der Triebwerke wiedersetzt. Die Resultierend Kraft, die auf das Flugzeug einwirkt ist somit gleich 0, was zur Folge hat das die Beschleunigung auch gleich 0 ist (klar, die Kraft geht in die Luft, aber nur die total resultierende Kraft, die auf das Flugi auswirkt ist wichtig):

F = m*a --> 0 = m*0 (weil die Masse ja nicht 0 ist...)

 

Die Kraft, die das Flugi in die Luft treibt ist von der relativen Geschwindigkeit abhaengig, und somit gleich null, da die Beschleunigung gleich 0 ist. (Windstille angenommen)

 

Relativ zu seiner Umgebung bewegt sich das Flugi also nicht, und kann somit auch nicht fliegen.

 

Ich habe da auch noch einen Vergleich mit einer Rakette gesehen... Klar, die Rakette hebt so ab, weil das Triebwerk halt in der Verikale anngebracht ist, und somit eine Kraft aufwaerts generiert wird.

 

Na ja... die Physik ist halt eins meiner "spitzenfaecher"...hehe... staendig 90% plus

[Butterfinger]

Also, ich habe diesen Thread erst gerade gesehen... habe bis Seite 2 gelesen, mehr vom selben konnte ich leider nicht ertragen....

 

lies weiter als Seite 2, ich erkläre es nicht nochmal...:001: Nur als kleiner Denksport: Kraft auf Räder = 0 Kraft auf Flugzeug; Kraft von Flugzeug = Antrieb ohne Verbund zu Rädern...

 

Na ja... die Physik ist halt eins meiner "spitzenfaecher"...hehe... staendig 90% plus

 

Du bist mein Held...

 

mfg

Sven

[Butterfinger]

Ich habe da auch noch einen Vergleich mit einer Rakette gesehen... Klar, die Rakette hebt so ab, weil das Triebwerk halt in der Horizontale anngebracht ist, und somit eine Kraft aufwaerts generiert wird.

 

Na ja... die Physik ist halt eins meiner "spitzenfaecher"...hehe... staendig 90% plus

 

Hey mein Held, das mit Horizontal und vertikal üben wir aber nochmal oder?

 

mfg

Sven, ich mag es wenn sich Leute so aufspielen und dann den größten Bu**sh** erzählen...

[Philip]

Also jetzt wird es wirklich nur noch peinlich. Nach 180 Beiträgen nun noch ein Geniestreich wie derjenige von SwissMD11 :006:

90% in Physik??? Bitte. :rolleyes: Ach ja: Rakete schreibt man nicht mit zwei "t".

 

Zu Beginn war es ja noch lustig. Aber langsam nervt dieser Thread doch ein wenig.

[HeinzS]

Also jetzt wird es wirklich nur noch peinlich. Nach 180 Beiträgen nun noch ein Geniestreich wie derjenige von SwissMD11 :006:

90% in Physik??? Bitte. :rolleyes: Ach ja: Rakete schreibt man nicht mit zwei "t".

 

Zu Beginn war es ja noch lustig. Aber langsam nervt dieser Thread doch ein wenig.

 

Also ich fand es sehr lustig :D

[X-Plane]

Also jetzt wird es wirklich nur noch peinlich. Nach 180 Beiträgen nun noch ein Geniestreich wie derjenige von SwissMD11 :006:

90% in Physik??? Bitte. :rolleyes: Ach ja: Rakete schreibt man nicht mit zwei "t".

 

Zu Beginn war es ja noch lustig. Aber langsam nervt dieser Thread doch ein wenig.

 

wieso nerven? es könnte nur diejenigen nerven, die rein schauen. Und wenn man reinschaut hat man doch ein gewisses Interesse oder?

[Philip]

Nicht wenn man alle zwei Minuten eine Benachrichtigung neuner Beiträge bekommt. :D

Aber vielleicht schläft dieser Thread ja dann einmal von selber ein. :009: :008:

 

Gruss,

Philip

 

P.S.: Mein Interesse will ich nicht einmal abstreiten. :004:

[Walter_W]

Ich bleibe im Thread, will ja schliesslich dabei sein wenn die Physik neu erfunden wird und Nachfolger von Isaak Newton oder Albert Einstein sich für den Nobelpreis präsentieren.

 

Walter

[Berchi]

Ich bleibe im Thread, will ja schliesslich dabei sein wenn die Physik neu erfunden wird und Nachfolger von Isaak Newton oder Albert Einstein sich für den Nobelpreis präsentieren.

 

Genau. Die Flugschulen und das Militär (bei den Fliegertruppen) sind ja stets bemüht, einem klar zu machen, dass man zur absoluten Elite gehört. Warum also darf dann nicht jeder Elite-Pilot die Physik etwas neu definieren? ;) ;) ;) ;)

 

Grüsse, Berchi

[Lomo]

Physikalisch unmöglich ist aber das Verhalten des Laufbandes. Denn das Laufband kann nur mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Räder zurückdrehen, wenn das Flugzeug stillsteht - das wird es ja aber nicht, da der Schub unabhängig vom Laufband ist.

 

Himmelherrgott, jetzt verstehe ich, was du meinst...

 

Natuerlich, wenn das Laufband dieselbe Geschwindigkeit hat wie die Raeder, dann muss der Flieger gegenueber der Erde stillstehen. So gesehen waere die Aufgabe tatsaechlich unmoeglich.

 

Ich hatte aber die Aufgabenstellung im Sinne verstanden, dass sich das Laufband gleich schnell wie das Flugzeug bewegt, einfach in die Gegenrichtung.

 

Dann wuerde nichts weiter passieren, als dass die Raeder doppelt so schnell drehen als normal auf der Runway.

 

Ich glaube, jetzt sind wir uns endgueltig einig... :cool:

 

Gruss

Lorenz

[Aircoon]

So, jetzt möchte auch ich meine Überlegungen preisgeben...

 

 

Das Flugzeug hebt ab!

 

Aus folgendem Gründen:

 

Die Triebwerke beschleunigen das Flugzeug, indem sie das Flugzeug an der Luft abstossen, und nicht am Boden (wie bei einem Auto)

 

Die Räder übertragen keine Kraft in der Horizontalen, sondern nur in der Vertikalen. Sie verhindern, dass das Flugzeug in den Boden absinkt. (Gewichtskraft des Flugzeuges (m*g) ist gleich der vom Boden erbrachten Kraft (Aktio = Reaktio) )

 

Wenn die Situation nicht reibungfrei angenommen wird, entsteht zusätzlich noch eine vergleichsweise kleine Kraft entgegengesetzt zur Schubkraft. Da jedoch die Reibungskraft nicht von der Geschwindigkeit abhängt, sondern nur von der Gleitreibungszahl und dem Gewicht, nimmt diese mit zunehmender Geschwindigkeit nicht zu (im Gegenteil sogar ab, da je schneller das Flugzeug, desto kleiner die Gewichtskraft, auf Grund des enstehenden Auftriebes!)

 

Zudem ist noch der Lufwiderstand der Schubkraft entgegengesetzt. Dieser ist quadratisch proportional zur Geschwindigkeit. Er unterscheidet sich jedoch nicht vom Luftwiderstand eines auf einer normalen Startbahn startenden Flugzeuges.

 

Die Schubkraft ist grösser als der Luftwiderstand und die Rollreibung zusammen. Das System ist also nicht im Gleichgewicht. Es entsteht eine resultierende Kraft, welche das Flugzeug beschleunigt.

 

Das Flugzeug bewegt sich vorwärts, und die Flügel werden langsam aber sicher von Luft umströmt. Es entsteht Auftrieb. (Durch diesen Auftieb wird die Rollreibung kleiner, was also nicht zur Abbremsung des Flugzeuges führen kann.)

Sobald der Auftrieb grösser als die Gewichtskraft ist, hebt das Flugzeug ab. (Bis zu diesem Zeitpunkt musste der Boden immer mit weniger Kraft dem Flugzeug entgegenwirken.

 

 

 

Ich habe hoffentlich alle (relevanten) auftretenden Kräfte berücksichtigt. Vielleicht konnte ich einige Zweifler überzeugen...

 

 

Ein sehr anschauliches Beispiel finde ich die Situation mit dem Rollerskater auf einem Laufband, welcher sich hält, und problemlos bewegen kann, egal wie schnell das Laufband dreht!

[Herbert Frehner]

@ursmünger

 

So könnte man den Text von DD 340-600 zwar auch verstehen. Nur, wenn tatsächlich gemeint wäre, dass die rückwärts gerichtete Bandgeschwindigkeit gleich der Umfanggeschwindigkeit der Räder sein müsste, wäre die Denkaufgabe in der Tat ohne Sinn. Sie hätte ausser zur Zeit Null keine Lösung!

 

Herbert

[SwissMD-11]

Ja ja... ist ja ok.... Den mit der Horizontale hab'ich korigiert... sorry Typo...

 

Zum Thema... Die Frage kann man auf zwei arten sehen.... entweder das Rollband ist von der Bewegung der Raeder abbhaengig, in welchem Falle das Flugi erst einmal mit der Bewegung vorlegen muss, wodurch es abbhebt..

 

Wenn man es aber anders sieht, naemlich dass das Rollband von der Triebwerkleistung abbhaengig ist, bewegt sich das Flugzeug nicht von der Stelle, wodurch der Effect der selbe ist, wie das festmachen der Flieger, waehrend dem Triebwer-testlauf..

 

So, zum Schluss noch ein Wort zum Persoenlichen hier...

 

Deutsch ist NICHT die Sprache die ich im Alltag meistens benutze.... Ich wohne in Griechenland, und in der Schule sprech'ich English. Es ist natuerlich, das ich mit Fachbegriffen auf Deutsch nicht 100% zurecht komme, oder in der Rechtschreibung nicht so sicher wie die meisten von euch, was euch nunmal keineswegs das Recht erteilt sich ueber mich lustig zu machen... Ich beklage mich nicht weiter, will aber nichts mehr davon hoeren...

 

Gruesse

Andreas

[X-Plane]

@ursmünger

 

So könnte man den Text von DD 340-600 zwar auch verstehen. Nur, wenn tatsächlich gemeint wäre, dass die rückwärts gerichtete Bandgeschwindigkeit gleich der Umfanggeschwindigkeit der Räder sein müsste, wäre die Denkaufgabe in der Tat ohne Sinn. Sie hätte ausser zur Zeit Null keine Lösung!

 

Herbert

 

Genauso hatte auch ich die Problemstellung verstanden, deshalb war meine Meinung das Flugzeug könnte gar nicht abheben! In der Tat scheint die Problemstellung unmöglich zu sein (wenn man es so versteht), ergo wird das Flugzeug nicht abheben ;)

 

François