Hebt es ab?

Benutzer15353 

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Ich versuch mal was komplett Neues und konzentriere mich auf das Ausgangposting:

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?

Die Laenge der Startbahn ist komplett irrelevant, desweiteren nehmen wir ideale Bedingungen an, wie keine Reibung, keine Reaktionszeit des Laufbands etc.


Dann ist die Frage schlicht nicht zu beantworten, da in sich widerspruechlich. Es handelt sich um ein Paradoxon, und dafuer gibt es bekanntlich keine Loesung.

Ich versuchs mal zu erlaeutern:

Zum Teitpunkt t=0 ist alles in Ruhe: Flugzeug steht, Raeder stehen, Laufband steht.

Nun gibt der Pilot Schub und wir betrachten das System einen marginalen Zeitabschnitt spaeter:

Da gibt es theoretisch 2 Moeglichkeiten

  1. Das Flugzeug hat sich von der Stelle bewegt (realtiv zum Boden)
  2. oder eben nicht

Fall 1: Wenn es sich bewegt hat, dann haben sich die Raeder zumindset kurzzeitig schneller bewegt als das Band. Widerspruch zur Aufgabenstellung.

Fall 2: Wenn es sich nicht bewegt hat, warum ist dann das Band angesprungen, oder ist ueberhaupt etwas passiert.

Jede Bewegung nach vorne scheidet aus, da sich die Raeder dann schneller drehen wuerden als das Band. Auf der anderen Seite wuerde aber ein noch so schnelles Band das Flugzeug nicht daran hindern, zu beschleunigen. -> Das fuehert zu einer undendlichen Bandgeschwindigkeit innerhalb marginaler Zeit. Widerspruch in sich!

Krieg ich meinen Preis zugeschickt oder muss ich ihn abholen? :zwinker:
 
P

Benutzer

Gast
So, jetzt habe ich über Nacht über dieses Problem nachgedacht (wäre Schlafen nicht besser gewesen *g*), die neuesten Beiträge gelesen, und bin zu dem Schluss gekomme, dass ich Unrecht hatte: Es hebt ab.

- Zum Einen stimmt es, dass die Triebwerke "gegen die Luft" arbeiten und nicht "gegen den Boden/Laufband". D.h. von der Rollreibung abgesehen, dürfte es egal sein, was das Laufband macht, sobald sich das Flugzeug einmal in Bewegung gegenüber dem Laufband gesetzt hat und die Haftreibung in Rollreibung übergegangen ist

- Was aber das Entscheidende ist: Im idealen System setzt sich das Flugzeug gegenüber dem Laufband niemals in Bewegung! Wenn das Laufband die Bewegung der Räder ausgleicht, sind wir alle von einer falschen Annahme ausgegangen (aber wie gesagt, die Angabe war auch etwas ungenau): bei einem rollenden Rad bewegt sich die Oberseite nach vorne, die Unterseite nach hinten! D.h. das Laufband bewegt sich vorwärts und nicht rückwärts, um die Bewegung der Räder und nicht die des Flugzeugs auszugleichen!

Es passiert folgendes: Das Flugzeug rollt an und beschleunigt ganz normal (gegenüber dem äußeren Bezugssystem und der Luft). Das Laufband bewegt sich ebenfalls vorwärts, um die Bewegung der Räder auszugleichen. Das Flugzeug und das Laufband bewegen sich gemeinsam immer schneller vorwärts. Die Räder stehen dabei in einem idealen System die ganze Zeit still, das Flugzeug bewegt sich gegenüber dem Laufband nicht. Wenn das Flugzeug/Laufband die Abhebegeschwindigkeit erreicht hat, hebt das Flugzeug, immer noch mit stillstehenden Rädern, ab.
 

Benutzer15353 

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(aber wie gesagt, die Angabe war auch etwas ungenau)
Wenn es letzlich tatsaechlich darauf hinauslaufen sollte, dann ist "ungaenau" noch ziemlich vorsichtig ausgedrueckt.

Also fuer mich hat die Bezeichnung "Raeder bewegen sich in Richtung X" die Bedeutung, dass sie sich darauf zubewegen, selbst wenn sie auf einem Fliessband stehen.

In dem Punkt ist dringend Klaerungsbedarf angesagt.

Falls Deine Theorie tatsaechlich richtig ist, sollte sich daedalus hier nur noch mit Sturzhelm blicken lassen.
 

Benutzer43755 

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Ich bin schockiert, dass hier 28% für ja stimmen:eek:

meiner Meinung nach die beste Erklärung:

Also,um ein Flugzeug in die Luft zu kriegen, ich rede jetzt weder von Senkrechtstartern oder Drehflüglern (sprich Hubschrauber), muß Luft die Tragflächen mit einer gewissen, bauartabhängigen Geschwindigkeit umströmen. So entsteht der Auftrieb der das Flugzeug quasi nach oben zieht. Es kommt allein auf die Gschwindigkeit der Luft an, d. h. wenn das Flugzeug Gegenwind hat hebt es schneller ab. Die Triebwerke oder Propeller treiben das Flugzeug nach vorn.
Sind die Bremsen angezogen passiert gar nichts, auch wenn der pilot Schub gibt und zwar solange bis der Schub die Bremskraft übersteigt. Das Laufband wirkt in deM Beispiel wie eine Bremse, d. h. es sorgt nur dafür, daß die Vorwärtsbewegung zunichte gemacht wird, und nicht genug um Luft um die Tragflächen strömt. Das Flugzeug kann nicht abheben.

Es kommt doch ganz allein auf die Umströmung der Tragflächen an, also der Bewegung des Flugzeugs relativ zur umgbenden Luft. Dabei ist es doch unerheblich, wie schnell sich das Laufband bewegt...und wenn sich das mit 1000km/h drehen sollte und der Pilot zusätzlich aus dem Fenster winkt....das Ding hebt nicht ab. eher fallen die Räder ab:zwinker:


kleine Anmerkung noch: wenn das Flugzeug mit vollem Schub angetrieben wird, aber die gesamte Energie durch das sich rückwärts drehende Laufband aufgebraucht wird ist das ja ähnlich, wie bei den Jets, die von einem Flugzeugträger starten....würde man das Laufband innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde auf Null abbremsen, würde das Flugzeug rein theoretisch (wegen seiner Trägheit) nach vorn schießen und evtl. starten (oder auch explodieren)
 

Benutzer44480  (43)

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So, nach einer durchgrübelten Nacht bleibe ich bei meinem Anfangsstatement: Es hebt nicht ab.

Die Triebwerke können Schub erzeugen, bis sie alt und faltig sind, so lange keine Luft unter die Tragflächen kommt, bleibt es auf dem Boden.
 

Benutzer6909  (33)

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alleine die Aufgabenstellung ist unmöglich :grin:

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 Problem ist, mit Schub wird sich das Flugzeug nach vorne bewegen, dabei werden die Räder anfangen sich zu bewegen. Wenn sich jetzt das Rollband entgegen bewegt, dann werden sich die Räder nur noch schneller bewegen, da das Flugzeug ja weiterhin nach vorne fliegt. Also würde jetzt das Laufband wieder schneller... Das ganze würde sich bis in das Unendliche fortsetzen (oder bis das Flugzeug abgehoben hat).

Das ganze passiert, da das Flugzeug sich relativ zur Luft und nicht zum Boden bewegt. Das Flugzeug braucht ja die Geschwindigkeit durch die Luft um abzuheben und nicht die Geschwindigkeit über dem Boden.
 

Benutzer43755 

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alleine die Aufgabenstellung ist unmöglich :grin:



das Problem ist, mit Schub wird sich das Flugzeug nach vorne bewegen, dabei werden die Räder anfangen sich zu bewegen. Wenn sich jetzt das Rollband entgegen bewegt, dann werden sich die Räder nur noch schneller bewegen, da das Flugzeug ja weiterhin nach vorne fliegt. Also würde jetzt das Laufband wieder schneller... Das ganze würde sich bis in das Unendliche fortsetzen (oder bis das Flugzeug abgehoben hat).

Das ganze passiert, da das Flugzeug sich relativ zur Luft und nicht zum Boden bewegt. Das Flugzeug braucht ja die Geschwindigkeit durch die Luft um abzuheben und nicht die Geschwindigkeit über dem Boden.

das Problem ist, dass sich das Flugzeug in der Startphase auf dem Buden bewegt und erst bei ausreichendem Auftrieb abhebt. Wenn du aber nun die Beschleunigung (relativ zur Umbebung), die durch den Schub erzeugt wird durch das sich entgegengesetzt drehende Laufband ausgleichst, kommt nur eine Beschleungigung relativ zum Laufband zustande...nicht aber zur Umgebung, also auch nicht zur Luft, also auch kein Auftrieb. Die Aufgabenstellung ist schon richtig formuliert:zwinker:
 

Benutzer2610 

Meistens hier zu finden
Dann ist die Frage schlicht nicht zu beantworten, da in sich widerspruechlich. Es handelt sich um ein Paradoxon, und dafuer gibt es bekanntlich keine Loesung.
Meine Rede :smile:
Wenn sich die Räder und das Band immer exakt gleich schnell bewegen können die Räder sich nicht relativ zur Luft bewegen - denn sonnst müssten sie schneller sein als das Band.

In der Praxis hat das Band aber eine Reaktionszeit und es gibt Reibung, ergo hebt das Flugzeug ab.
 

Benutzer43755 

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In der Praxis hat das Band aber eine Reaktionszeit und es gibt Reibung, ergo hebt das Flugzeug ab.

Quatsch...ist doch einfach ne Frage der Energiezufuhr. Das Band soll ja die Fortbewegung des Flugzeugs verhindern...wenn das Band eine hohe Reibung hat (und damit Verluste) muss eben mehr Energie aufgewandt werden um es auf die entsprechende Geschwindigkeit zu bringen. Es war ja die Rede von einer Steuerung, die das Band genauso schnell laufen lässt wie die Räder des Flugzeugs...eben nur in umgegehrte Richtung.
 

Benutzer44072 

Sehr bekannt hier
Der Denkfehler liegt einfach darin, das die meisten so tun also würden beim Flugzeug die Räder angetrieben. Die Räder bei einem Flugzeug haben aber einzig und allein den Zweck, die Reibung zu minimieren.

Die Geschwindigkeit des Laufbandes geht auch nicht ins unendliche. Denn wenn das Laufband eine Kleinigkeit schneller als die normale Geschwindigkeit des Rades wäre, würde das Rad nicht mehr vom Flugzeug "angetrieben". Durch die Lagerung des Rades sind die beiden Systeme voneinander abgekoppelt (bis auf ein bisschen Reibung im Lager).

Wenn man eine ideale perfekte Lagerung der Räder hätte, dann würde sich das Flugzeug auch nicht bewegen, wenn man das Band vor oder Rückwärts bewegt. Es bewegen sich dann nur die Räder
 

Benutzer22699 

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ach leute....wir sind uns doch jetzt bei einem punkt absolut einig, oder...nämlich dass sich das flugzeug relativ zur umgebung, also einem betrachter ausserhalb des laufbandes bewegen muss!!! nur so werden die flügel von luft umströmt und auftrieb usw.-->fliegen/starten

ABER das passiert nicht.

nehmen wir nochmal das beispiel mit dem fahrrad n berg runter rollen: der mensch auf dem rad tritt nicht in die pedale, also die räder drehen frei und das fahrrad beschleunigt immer mehr. hätte der fahradfahrer flügel, würde er eventuell irgendwann abheben.
jetzt geben wir dem fahrradfahrer eine turbine in die hand *lol*, die aber in die anderere richtung beschleunigt!
was passiert? desto mehr die turbine beschleunigt, desto langsamer würde das rad den berg runter rollen, bis irgendwann ein punkt erreicht ist, wo das fahrrad "auf der stelle stehen bleibt". würde die turbine jetzt nochmehr beschleunigen würde sich das fahrad bergaufwärts bewegen...aber darum gehts ja praktisch nicht, sondern um das "auf der stelle stehen bleben"

fahrrad, radfahrer und turbine sind das flugzeug...der berg ist das laufband. mit dem untersschied, dass das anpassen der geschwindigkeit des laufbandes gleichzusetzen wäre mit der erhöhung der neigung des berges.
 

Benutzer16351 

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Aha. Wenn ich mir also Flügel anklebe und mich auf eine Laufband stelle, hebe ich irgendwann ab. Alles klar. Viel Spaß noch beim rätseln. Keine Strömung, kein Auftrieb. Fertig.
 

Benutzer44072 

Sehr bekannt hier
"desto mehr die turbine beschleunigt, desto langsamer würde das rad den berg runter rollen, bis irgendwann ein punkt erreicht ist, wo das fahrrad"

Das ist eine völlig andere Geschichte. Natürlich würde der Radfahrer dann stehenbleiben. Die Turbine bremst ihn, weil die Kraft in diesem Fall tatsächlich auf das Fahrrad wirkt, die setzt nämlich am Fahrradfahrer an und solange der sie noch festhalten kann (lol) gibt es keinen Übertragungsverlust.

Aber ich wiederhol nochmal mein Beispiel:

Laufband auf einer 45 Grad Schräge. Fahrradfahrer im Leerlauf darauf, Räder drehen sich mit dem Laufband.

Würde sich der Radfahrer trotzdem nach vorne bewegen? Mit Sicherheit ja. Das Laufband überträgt Energie auf das Laufrad, aber auf das Fahrrad selber nur im minimalen Maß durch die Reibung des Lagers.

Was soll denn mit der Lageenergie des Rades passieren? Die muss ja zu einem Vortrieb führen.

"ach leute....wir sind uns doch jetzt bei einem punkt absolut einig, oder...nämlich dass sich das flugzeug relativ zur umgebung, also einem betrachter ausserhalb des laufbandes bewegen muss!!!"

Und genau das tut es und hebt ab.
 

Benutzer11714 

Benutzer gesperrt
Ich bin schockiert, dass hier 28% für ja stimmen:eek:
Ich bin schockiert, daß nur 28% für ja stimmen...

Langsam bin ich echt am verzweifeln wie ich es erklären soll. Also nochmal:
Die Räder SIND IRRELEVANT!!!!!!!!!

Ein Auto, daß über die Räder angetrieben wird, würde auf dem Laufband nicht vorwärts kommen. Ein Auto, daß nicht über die Räder angetrieben wird (Raketenwagen), würde vorwärts kommen - wie das Flugzeug.

Stellt euch anstelle des Autos auf dem gegenläufigen Laufband ein Schiff vor, daß gegen den Strom schwimmt. Das Schiff wird durch die Relativbewegung zum Wasser angetrieben (analog zum Auto, daß sich relativ zum Boden bewegt). Ein äußerer Betrachter muß also die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers von der Geschwindigkeit des Schiffes abziehen - so kann es vorkommen, daß es für einen Menschen am Ufer aussieht, als würde das Schiff stillstehen.
Anders sieht es aus, wenn wir einen Hovercraft nehmen (das wäre das richtige Analogon zum Flugzeug!). Da dieses relativ zur Luft angtrieben wird (und nicht wie das Schiff relativ zum Wasser), hat die Strömungsgeschwindigkeit keinen Einfluß auf die Fahrt des Hovercrafts!
Das Luftkissen des Hoverkrafts enspricht in diesem Fall den Rädern des Flugzeug - es ist nur ein Mittel um sich auf einer gewissen Höhe zu halten und die Reibung zum Untergrund zu minimieren.
 

Benutzer22699 

Verbringt hier viel Zeit
nur im minimalen Maß durch die Reibung des Lagers.
Was soll denn mit der Lageenergie des Rades passieren? Die muss ja zu einem Vortrieb führen.

genau das ist der punkt...die lageenergie wird durch die reibung kompensiert...die spielt eben doch eine rolle! wie gesagt, dass ganze ist natürlich übelst idealisiert und das laufband müsste sich wanhnsinnig schnell drehen, so dass im realen die lager nach kürzester zeit im arsch wären

mir ist noch was anderes in den sinn gekommen...villeicht gibt es ja nicht DIE lösung zu dieser frage, sondern das ist teil einer psychologischen untersuchung, die aussagt, wer abgehoben ist und wer nicht. :zwinker:
 

Benutzer44072 

Sehr bekannt hier
"die lageenergie wird durch die reibung kompensiert"

Warum rolle ich dann einen Berg runter? So stark kann die Reibung ja nicht sein, meine Endgeschwindigleit hängt dabei doch fast ausschließlich vom Luftwiderstand ab.

Nochmal ein anderes Beispiel:

Stell ein Fahrrad auf ein Laufband und versuch das Rad festzuhalten. Wieviel Kraft brauchst Du dafür? Genausoviel wie durch das Laufband auf die Laufräder übertragen wird? Wohl kaum, Du könntest das mit einem Finger festhalten. Du würdest nur genausoviel Kraft wie das Laufband brauchen, wenn die Laufräder blockiert sind. Sie drehen sich aber, abgesehen von der Reibung, völlig frei.
 

Benutzer43755 

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Und genau das tut es und hebt ab.

da wäre ich mir nicht so sicher:zwinker:

Mal alle Fakten:

damit das Flugzeug abhebt braucht es Auftrieb, also Luftströhmung unter die Tragflächen. Das erreicht man folgendermaßen...

1. riesige Turbine vor das Flugzeug stellen und pusten (Effekt wie beim Drachensteigen) oder
2. Flugzeug bewegt sich von selbst (relativ zur Umgebung) und erzeugt dadurch den erforderlichen Luftstrom

Punkt 1 fällt weg

bleibt zu klären, ob sich das Flugzeug, wenn man es auf ein Laufband stellt, relativ zu seiner Umgebung, also z.B. zum Tower bewegt.

Hätte das Flugzeug Kufen, die mit Seife eingeschmiert werden würde sich das Flugzeug (durch Turbinen angetrieben) wegen der fehlenden Reibung ohne Frage fortbewegen und möglicherweise abheben.
Ist die Frage, ob das mit Reifen auch passiert? Glaube ich nicht, denn dann müsste der Reifen über das Laufband nach vorn rutschen und der Reifen würde platzen:zwinker: ...denn die Rollgeschwindigkeit des Reifens wird ja ständig durch eine entgegengesetzte gesteuerte Geschindigkeit des Laufbandes aufgehoben. Einzige Möglichkeit wäre also eine zusätzliche Bewegung (eben das Rutschen bei hoher Reibung) einzuführen, die nicht durch die Rollbewegung des Laufbandes ausgeglichen wird.

Aber das Prinzip könnte man auch ganz einfach testen: Auto in die Werkstatt auf den Bremsenprüfstand. Motor aus, Leerlauf...und die Walzen des Prüfstands frei laufen lassen. Dann das Auto schieben (hätte den gleichen Anschubeffekt wie das Flugzeugtriebwerk...vielleicht nicht ganz so kraftvoll) Wenn ich jetzt richtig denke, die Rollreibung optimal ist, dürfte man das Auto nicht forbewegen...kann das mal jemand testen?
 

Benutzer11714 

Benutzer gesperrt
Aber das Prinzip könnte man auch ganz einfach testen: Auto in die Werkstatt auf den Bremsenprüfstand. Motor aus, Leerlauf...und die Walzen des Prüfstands frei laufen lassen. Dann das Auto schieben (hätte den gleichen Anschubeffekt wie das Flugzeugtriebwerk...vielleicht nicht ganz so kraftvoll) Wenn ich jetzt richtig denke, die Rollreibung optimal ist, dürfte man das Auto nicht forbewegen...kann das mal jemand testen?
Das Auto würde losfahren :zwinker: Durch das Anschieben bewegst du das Auto relativ zu DIR.

Und nochmal: Vergeßt die Räder, die sind egal!
 

Benutzer10273 

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ich checks auch nicht *gg*

schon klar, dass das flugzeug nicht von den rädern angetrieben wird, aber das flugzeug hat nun mal gewicht und dieses lastet auf den rädern.also kann man doch von hinten schieben was man will, anfangs lastet der druck immer auf den rädern und diese werden ausgeglichen...

würde das flugzeug an nem seil hängen und nur leicht auf dem laufband ankommen würds klappen, aber so?

schlumpf? *gg*
 

Benutzer43755 

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Das Auto würde losfahren :zwinker: Durch das Anschieben bewegst du das Auto relativ zu DIR.

Und nochmal: Vergeßt die Räder, die sind egal!

das Auto würde sich dann bewegen, wenn die Räder auf festem Boden stehen...wenn sich darunter aber Rollen befinden, wäre ich mir da nicht so sicher. Schließlich funktioniert ja so auch der Bremstest, ohne dass das Auto von den Rollen fährt.
 
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