Hebt das Flugzeug ab?

[Mike Lorey]

Eine in vielen Foren heissdiskutierte Frage:

Ein Flugzeug steht auf einem 3000 Meter langen Laufband, so groß und breit wie eine Startbahn.

Eine Geschwindigkeits-Steuerung setzt das Laufband automatisch in Bewegung sobald die Räder des Flugzeugs anfangen zu drehen. Und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit, nur in die entgegengesetzte Richtung.

Das Flugzeug versucht zu starten. Was passiert? Wird es abheben?

Dank an D-Fence aus dem Ibizaforum

[Ty4Pi]

nein ...weil der Gegenwind fehlt

Ohne Gegenwind / Fahrtwind kann das Flugzeug nicht abheben

[Containy]

Eben. Es wirkt ja eine gleichgroße Kraft in genau die gegengesetzte Richtung. Damit passiert wohl gar nischt, außer hohe Strom- und Kerosinkosten.

[Ty4Pi]

da die frage ja schon beantwortet ist nun mal die nächste These:)

Wie fühlen sich die Passagiere, wenn das Flugzeug eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat ( sagen wir 300 km/h )und das laufband SOFORT auf 0km/h gestoppt wird

also praktisch ist ja die Beschleunigung dann 0 auf ca. 300 km/h in 0 sec ( Massenträgheit mal aussen vor gelassen )

wie sagen die Amis

WHOOOOOO.....what a ruuuuuussshhhhh

[Chief Wiggum]

Ich meine, dass das Flugzeug abhebt (wenn man mal davon ausgeht, dass das Transportband und die Räder unendliche Geschwindigkeiten aushalten), denn das Flugzeug wird nicht über die Räder angetrieben, sondern durch den Rückstoss des Propellers bzw. der Düsentriebwerke, die auf die umgebende Luft wirken.

Da keine Wirkkräfte zwischen Band und Räder existieren, ist das m.M. nach irrelevant für die Beschleunigung des Flugzeugs.

[Enno]

Ja der Flieger hebt ganz normal ab.

Erklärung: http://www.shadyracing.net/Wissen%20vom%20Band.pdf

[imatt]

Nachdem die Antwort schon gepostet wurde...

Hier noch ein paar Fragen zur Schärfung des Verstandes:

Nimm in der Schwerelosigkeit einen Tisch, stelle eine Federwaage drauf, und lege

 darauf die Erde. Wie viel zeigt die Waage an?

Zwei Flugzeuge starten zeitgleich vom Frankfurter Flughafen. Das eine fliegt eine

 Stunde lang genau nach Norden, das andere fliegt eine Stunde lang genau nach Osten.


Welches der beiden Flugzeuge ist nach einer Stunde weiter von Frankfurt entfernt und Warum?


Es gelten die üblichen idealisierten Annahmen:


- die Flugzeuge fliegen exakt gleich hoch und gleich schnell


- die Flugzeuge und Frankfurt sind punktförmig


- es gibt keine Defekte oder dergleichen


- die Erde ist eine perfekte Kugel und dreht sich nicht


- es ist windstill, es herrscht konstanter Luftdruck


- die Schwerkraft ist überall gleich


- die Zeitzonen spielen keine Rolle

An einem Seil, das über eine Rolle läuft, ist an dem einen Ende eine Bananenstaude 

festgemacht. Das andere Seilende wird von einem Affen mit seinem gesamten 

Körpergewicht im Gleichgewicht gehalten.


Was passiert, wenn der Affe auf die Idee kommt, an dem Seil hinaufzuklettern?


Der physikalischen Korrektheit halber sei angenommen, daß sowohl das Seil als 

auch das Rad reibungsfrei laufen und gewichtsmäßig vernachlässigbar sind.

Hans, ein guter Hochspringer, schafft auf der Erde gerade mal 2 Meter im Hochsprung.

 Seinen nächsten Urlaub verbringt Hans auf dem erdähnlichen Planeten "Utopia". 

Alles ist hier gleich, nur die Schwerkraft beträgt 1/6 (verglichen mit der Erde).


Jetzt habe Hans um 1000 Euro gewettet, dass er dort 6 mal höher springen kann 

als auf der Erde, also also 12 Meter. Wie viele Bücher zu je 50 Euro kann sich 

Hans von seinem Gewinn kaufen?

Man nehme einen Shaker etwas größerer Bauart und befülle ihn mit 1 kg Eis 

(aus Wasser von 0° C) und 1 kg kochend Wasser (100 °C).


Welche Temperatur des Gemisches ist nach Schütteln bis zur Schmelze des Eises zu erwarten?

So Fragen kann ich mir auch als Einstellungstest vorstellen(vllt.nicht grad die schwersten), ich wurde sowas gefragt und würde es sofort weiterfragen...

[geloescht_JesterDay]

Ja der Flieger hebt ganz normal ab.

Erklärung:

Das Flugzeug kann überhaupt nicht abheben, da kann sich das Band noch so schnell drehen. Was meinst du, warum z.B. auf nem Flugzeugträger mit einem Katapult gestartet wird? Ein "Laufband" wäre viel ungefährlicher, da das Flugzeug damit praktisch zum Senkrechtstarter werden würde.

Es ist einerseits ja richtig, dass das Flugzeug eine gewisse Geschwindigkeit braucht und es diese "Geschwindigkeit" dann auch gegenüber dem "Laufband" hat. Das relevante Bezugssystem ist in dem Fall aber die Erde, und auf dieses bezogen steht das Flugzeug.

Der Auftrieb der nötig ist, damit das Flugzeug abheben kann, kommt von der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeit der Luft ober- und unterhalb der Flügel. Die Luft unterhalb strömt schneller (wegen der Wölbung) als die Luft oberhalb des Flügels. Dadurch entsteht ein Unterdruck, welcher das Flugzeug abheben lässt. Wenn dieser Strömungsunterschied nicht mehr da ist (Strömungsabriss), fällt das Flugzeug wie ein Stein vom Himmel.

Du kannst also hingehen und sagen, dass das Flugzeug irgendwo angebunden ist und wenn man es von vorne mit einem Ventilator anblässt, der groß und stark genug ist, dann hebt das Flugzeug ab, auch ohne dass sich ein Rad auch nur 1 mm bewegt. Aus der Bewegung der Räder allein wird ein Flugzeug aber niemals abheben, da helfen auch keine noch so "wissenschaftlichen" Formelsammlungen als PDF

[geloescht_JesterDay]

Nachdem die Antwort schon gepostet wurde...

Hier noch ein paar Fragen zur Schärfung des Verstandes:

Nimm in der Schwerelosigkeit einen Tisch, stelle eine Federwaage drauf, und lege

 darauf die Erde. Wie viel zeigt die Waage an?

Genausoviel wie vorher auch. Das Gewicht, das du hast kommt von der Erde, weil die Erde (genauer der Erdmittelpunkt) dich anzieht. Wenn es für den Tisch keine Gravitation gibt, kannst du auch kein Gewicht messen. Ausserdem steht die Federwaage nur auf dem Tisch.

Zwei Flugzeuge starten zeitgleich vom Frankfurter Flughafen. Das eine fliegt eine

 Stunde lang genau nach Norden, das andere fliegt eine Stunde lang genau nach Osten.


Welches der beiden Flugzeuge ist nach einer Stunde weiter von Frankfurt entfernt und Warum?

Das Flugzeug, das nach Norden fliegt, weil sich die Erde auch nach Osten dreht.

An einem Seil, das über eine Rolle läuft, ist an dem einen Ende eine Bananenstaude 

festgemacht. Das andere Seilende wird von einem Affen mit seinem gesamten 

Körpergewicht im Gleichgewicht gehalten.


Was passiert, wenn der Affe auf die Idee kommt, an dem Seil hinaufzuklettern?

Er wird irgendwann oben ankommen, wenn er sich aber weiterhin nur am Seil festhält passiert sonst nichts.

Hans, ein guter Hochspringer, schafft auf der Erde gerade mal 2 Meter im Hochsprung.

 Seinen nächsten Urlaub verbringt Hans auf dem erdähnlichen Planeten "Utopia". 

Alles ist hier gleich, nur die Schwerkraft beträgt 1/6 (verglichen mit der Erde).


Jetzt habe Hans um 1000 Euro gewettet, dass er dort 6 mal höher springen kann 

als auf der Erde, also also 12 Meter. Wie viele Bücher zu je 50 Euro kann sich 

Hans von seinem Gewinn kaufen?

Keine

Man nehme einen Shaker etwas größerer Bauart und befülle ihn mit 1 kg Eis 

(aus Wasser von 0° C) und 1 kg kochend Wasser (100 °C).


Welche Temperatur des Gemisches ist nach Schütteln bis zur Schmelze des Eises zu erwarten?

50°

[volker81]

Dem kann ich nur zustimmen ... sicherlich mögen die Formeln da auch Hand und Fuß haben, aber der Auftrieb kommt erst durch den Luftstrom ober- und unterhalb der Tragflächen zustande.

[allesweg]

Zwei Flugzeuge starten zeitgleich vom Frankfurter Flughafen. Das eine fliegt eine

 Stunde lang genau nach Norden, das andere fliegt eine Stunde lang genau nach Osten.


Welches der beiden Flugzeuge ist nach einer Stunde weiter von Frankfurt entfernt und Warum?


[COLOR="Red"]- die Erde ist eine perfekte Kugel und dreht sich nicht

 [I]hattest du gekürzt[/I][/COLOR]

Das Flugzeug, das nach Norden fliegt, weil sich die Erde auch nach Osten dreht.

unter den Voraussetzungen: gleich weit.

Affe: Er und die Staude wandern näher zur Rolle.

[geloescht_JesterDay]

Nachtrag (kann den Beitrag nicht mehr editieren):

Die Luft unterhalb strömt nicht schneller, sondern umgekehrt. Mein Fehler.

Die Luft kommt ja gleichzeitig hinten an, aber der Weg der Luft oberhalb ist größer. Aus diesem Grund muss die Luft als schneller über den Flügel strömen, was dann zum Unterdruck führt.

Nicht umgekehrt, wie oben geschrieben.

[tauron]

Zwei Flugzeuge starten zeitgleich vom Frankfurter Flughafen. Das eine fliegt eine

 Stunde lang genau nach Norden, das andere fliegt eine Stunde lang genau nach Osten.


Welches der beiden Flugzeuge ist nach einer Stunde weiter von Frankfurt entfernt und Warum?

Das Flugzeug, das nach Norden fliegt, weil sich die Erde auch nach Osten dreht.

nicht wenn man die Idealisierung noch beachtet:

- die Erde ist eine perfekte Kugel und dreht sich nicht

---

Man nehme einen Shaker etwas größerer Bauart und befülle ihn mit 1 kg Eis 

(aus Wasser von 0° C) und 1 kg kochend Wasser (100 °C).


Welche Temperatur des Gemisches ist nach Schütteln bis zur Schmelze des Eises zu erwarten?

50°

Sollte etwas weniger sein, da zusätzlich noch Wärmeenergie aufgewendet wird, um das Wasser vom festen in den flüssigen Aggregatzustand wechseln zu lassen.

[Amstelchen]

50°

nein, denn so einfach ist es nicht

1 cal = temperaturerhöhung von 1 g wasser und 1 grad.

1 kg wasser kann beim Abkühlen von 100° auf 0° 100 kcal abgeben.

1 kg eis verbraucht beim schmelzen 80 kcal.

ist 1 kg eis weggeschmolzen, sind von 100 kcal 20 übrig => 1 lt wasser auf 20° abgekühlt.

1 lt eis = 0 °C. jetzt rechne mal den schnitt aus 20° und 0°. genau, 10° *fg*

s'Amstel

[geloescht_JesterDay]

unter den Voraussetzungen: gleich weit.

Stimmt, hatte das nicht ganz gelesen, weil ich dachte, dass sind irgendwelche Angaben, um das ganze komplizierter erscheinen zu lassen PISA läßt grüßen

[1226]

@JesterDay: Leider (fast) alles falsch. Die Federwaage zeigt das Gewicht des Tisches an. beide Flugzeuge sind gleich weit weg. Die Bananenstaude wird nach oben gezogen. das Wasser hat etwa 10°C. Mit dem Hochspringer könntest du richtig liegen (hab jetzt keine Lust, nachzurechnen).

Nachtrag: Es ist unerheblich für das Flugzeug, ob die Erde sich dreht, oder nicht.

[geloescht_JesterDay]

@JesterDay: Leider (fast) alles falsch. Die Federwaage zeigt das Gewicht des Tisches an.

Jaja, hab ich ja schon gemerkt mit dem Rest, war nur auf die schnelle... Aber mit der Federwage stimme ich dir aber nicht zu:

Die Federwage steht auf dem Tisch und sie befinden sich in der Schwerelosigkeit. Es kann also 1. nichts angezeigt werden, weil du bei einer Federwaage etwas an die Federwage hängen musst. Die Ausdehnung der Feder gibt dann die KRaft in Newton an, die auf die Feder ausgeübt wurden. Zusammen mit der Erdbeschleuningung (Erdanziehung) kannst du dann daraus das Gewicht berechnen. 2. wie gesagt Schwerelosigkeit, die Feder wird also nicht gestreckt werden, selbst wenn der Tisch an ihr hängt.

Da die Erde auf den Tisch gelegt wird, muss der der Tisch in diesem Gedankenexperiment also groß genug dafür sein. Das Gewicht auf der Erde kommt aber nur durch die Erdanziehung. Wenn du dieses System verlässt und den Tisch als Bezugssystem nimmst (die Erde liegt ja auf dem Tisch), wird sich die Erde darauf nicht auswirken.

Der Rest ist ok, seh ich ein.

[tauron]

1 lt eis = 0 °C. jetzt rechne mal den schnitt aus 20° und 0°. genau, 10° *fg*

10,29° C wenns keinen Wärmeverlust gibt, um genau zu sein

(sorry hatte hier noch ne alte Formelsammlung rumliegen *g*)

[Enno]

Jaja, hab ich ja schon gemerkt mit dem Rest, war nur auf die schnelle... Aber mit der Federwage stimme ich dir aber nicht zu:

Die Federwage steht auf dem Tisch und sie befinden sich in der Schwerelosigkeit. Es kann also 1. nichts angezeigt werden, weil du bei einer Federwaage etwas an die Federwage hängen musst. Die Ausdehnung der Feder gibt dann die KRaft in Newton an, die auf die Feder ausgeübt wurden. Zusammen mit der Erdbeschleuningung (Erdanziehung) kannst du dann daraus das Gewicht berechnen. 2. wie gesagt Schwerelosigkeit, die Feder wird also nicht gestreckt werden, selbst wenn der Tisch an ihr hängt.

Da die Erde auf den Tisch gelegt wird, muss der der Tisch in diesem Gedankenexperiment also groß genug dafür sein. Das Gewicht auf der Erde kommt aber nur durch die Erdanziehung. Wenn du dieses System verlässt und den Tisch als Bezugssystem nimmst (die Erde liegt ja auf dem Tisch), wird sich die Erde darauf nicht auswirken.

Der Rest ist ok, seh ich ein.

Doch die Waage zeigt das Gewicht des Tisches an.

In der Schwerelosigkeit.

Also irgendwo im Weltall.

Ist ein Tisch.

Auf diesem Tisch eine Waage.

Auf dieser Waage liegt die Erde.

Hmm, andersrum. Was macht eine Erde? GENAU sie erzeugt ein Schwerefeld. Sie hat eine Anziehungskraft. Auch in der Schwerelosigkeit. Denn wo befindet sich unsere gute alte Erde? Genau im Weltall und da is eben Schwerelosigkeit.

Hmm.

Klar?

Und Es bewegt sich doch.

Das FLugzeug wird fliegen.

Denn dieser Quatsch mit es ist doch keine Luft die vorbeiströmt?

Wie kommt Ihr darauf? Weil sich das Laufband bewegt? He, die Luft ist nicht mit dem Laufband gekoppelt. Die steht einfach oberhalb des Bandes und ist da. Da kann das Laufband so schnell sein wie es will die Luft stört sich nicht daran.

Und damit kann sich der Flieger in dieser Luft "vorwärts" ziehen.

[geloescht_JesterDay]

Und Es bewegt sich doch.

Das FLugzeug wird fliegen.

Denn dieser Quatsch mit es ist doch keine Luft die vorbeiströmt?

Wie kommt Ihr darauf? Weil sich das Laufband bewegt? He, die Luft ist nicht mit dem Laufband gekoppelt. Die steht einfach oberhalb des Bandes und ist da. Da kann das Laufband so schnell sein wie es will die Luft stört sich nicht daran.

Und damit kann sich der Flieger in dieser Luft "vorwärts" ziehen.

Das Band bewegt sich so schnell wie das Flugzeug, nur in entgegengesetzter Richtung. Also bewegt sich das Flugzeug keinen Zentimeter. Klar ist das Band unabhängig von der Luft, aber was hat das damit zu tun? Das Flugzeug muss sich zur Luft bewegen, und das tut es nicht. Allenfalls Wind kann die Luft in Bewegung versetzen, aber von einem Monstersturm war da nicht die Rede

EDIT:

Zu überlegen wäre nur, was mit dem Flugzeug tatsächlich passiert. Die räder werden da ja nicht angetrieben, sondern das Flugzeug bewegt sich wegen des Schubs der Düsen oder wegen den Propellern.

Nehmen wir mal einen Jet an... dann würde das Band sich schon rückwärts bewegen, aber da ja die Düsen das Flugzeug nach vorne schieben, wird sich dasd Flugzeug dennoch vorwärts bewegen. Es ist ja nicht vom Untergrund abhängig.

Ja, wenn ich es mir so überlege, das Flugzeug wird wohl ganz normal starten. Die Räder (und das Laufband) werden sich halt viel schneller drehen als sonst.

War wohl nich so glorreich ... :hells:

[Gast]

[...]

Das FLugzeug wird fliegen.

Denn dieser Quatsch mit es ist doch keine Luft die vorbeiströmt?

Wie kommt Ihr darauf? Weil sich das Laufband bewegt? He, die Luft ist nicht mit dem Laufband gekoppelt. Die steht einfach oberhalb des Bandes und ist da. Da kann das Laufband so schnell sein wie es will die Luft stört sich nicht daran.

Und damit kann sich der Flieger in dieser Luft "vorwärts" ziehen.

Nein.

Damit ein Flugzeug fliegen kann muss ein Auftrieb unter den Flügeln gewährleistet werden. Dazu sind Flügel ja auch da. (Ist übrigens auch der Grund warum Flugzeuge im Weltall, bei fehlender Athmospäre nicht manövrierfähig wären und Raumschiffe mit schicken aerodynamischen Flügeln eigentlich nur Show sind, solange sie sich nicht in einer Athmospäre bewegen.) Quarks & Co - Warum fliegt ein Flugzeug?

Geht man jetzt davon aus, daß das Band die Luft nicht mit unter die Flugzeugflügel anzieht, so ist die Umdrehungsgeschwindigkeit des Bandes und der Flugzeugräder egal.

[1226]

Da die Erde auf den Tisch gelegt wird, muss der der Tisch in diesem Gedankenexperiment also groß genug dafür sein...

In diesem Fall muss natürlich die Masse des Tisches berücksichtigt werden. Je größer die Masse des Tisches, dest größer ist natürlich auch die Kraft, mit der sich Erde und Tisch anziehen.

Es soll auch Federwaagen geben, die bei der Messung zusamengedrückt werden.

[ingh]

Das Band bewegt sich so schnell wie das Flugzeug, nur in entgegengesetzter Richtung. Also bewegt sich das Flugzeug keinen Zentimeter.

Falsch, da sich das Flugzeug nicht am Laufband, sondern an der Umgebungsluft "abstößt" - siehe der Post von Chief Wiggum.

Somit bewegt sich das Flugzeug ebenso wie auf festem Boden immer schneller vorwärts, bis es schließlich abheben kann.

[1226]

...da sich das Flugzeug nicht am Laufband, sondern an der Umgebungsluft "abstößt" ...

"Abstossen???" Erklärung???

[geloescht_JesterDay]

"Abstossen???" Erklärung???

Die Turbine saugt die Luft vorne ein und stößt sie nach hinten aus bzw. der Propeller stößt (oder drückt) die Lust nach hinten (und damit das Flugzeug ja jeweils nach vorne).