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harry3 11.12.2005 20:07

Zitat:

Original geschrieben von Tu-134
wenn das blatt nach hinten geht drehen sioch die räder relativ zum boden doppelt so schnell soweit so gut aber relativ zur umgebung bleibt er stehen deshalb kann er nicht abhebn.

Genau den Fall habe ich ja gefilmt. Der Flieger bewegt sich trotzdem, er ist ja nur "lose" mit dem Band verbunden, also kann es ihm egal sein wie schnell sich der Boden unter den Rädern sich bewegt.
Der Flieger "stützt" sich nur an der Luft ab.



Grüße,
Harri

pcuserman 11.12.2005 20:16

Also ein allgemeines Aufrollen der Fragestellung:
http://greatcool.gr.funpic.de/aufgabe.JPG

AlTonno 11.12.2005 20:16

@LEO:
Das ist ja das paradoxe an dieser Aufgabe, weshalb sie SO niemals jemand lösen werden kann....


@Harry: Klar, der Flieger hebt ab - das war auch das erste was ich gedacht hab. Perfekt gelagerte Räder, totale Abkopplung vom Boden, dem Flieger ist es egal, wie der Boden da unten hin- und herfahrt - er macht einfach sein Ding, nämlich beschleunigen und abheben.


Aber wenn man die Aufgabenstellung genau liest.... "Das Band ist gleich schnell wie die Räder des Flugzeuges"....

Jeder wird aber bestätigen können, dass eine Vorwärtsbewegung nur dann stattfinden kann, wenn die Geschwindigkeit NICHT gleich groß ist - sich die Räder also schneller drehen als das Band, was dann die Differenzgeschwindigkeit relativ zur Halle/zum Flugplatz/zur Luft ist.





Die Aufgabenstellung schließt also auf jeden Fall mal aus, das sich der Flieger bewegt - andererseits ist es klar, das er abhebt.... versteht das wer? http://www.haus-air.at/smileys/ugly.gif

Also weg mit der Bedingung, dass Band und Flugzeugräder immer gleich schnell sind - formuliert man die Aufgabe ein kleines bisschen um, ist alles klar!!



So weit, so lustig.... schönen Sonntag noch, und zerbrecht euch nicht zu sehr die Köpfe wegen dem ganzen ^^ :D ;)

lg,
Chris http://www.haus-air.at/smileys/chen.gif

DENGI 11.12.2005 20:30

noch etwas Senf dazu
 
Angenommen, aber nur angenommen, der Flieger wäre 1 mm in der Luft,
und es würde Leistung gesetzt werden, dann würde ja der Flieger beschleunigen oder etwa nicht ?

Dann setz ich ihn halt irgendwohin z.B. auf ein Laufband.

Frage, beschleunigt der Flieger jetzt nicht mehr weil er auf einem Laufband steht, welches sich genau so schnell dreht wie der Flieger beschleunigt?

Das wäre ja richtig schade für den Flieger, weil er ja dann kein Flieger mehr wär !!!

Viele Grüße aus Ingolstadt

Michael

harry3 11.12.2005 20:32

Dass sich das Band so schnell dreht wie die Räder heißt nicht dass sich der Flieger nicht bewegt!

Auch wenn man nun die Reibung mitrechnen würde, wäre es möglich dass der Flieger abhebt, er braucht halt dann ein paar Meter mehr.

Den Kopf brauch ich mir nicht mehr zu zerbrechen, ich habs heute ja hautnah gesehen, was passiert.
Ich kann den Zettel so schnell wie ich will zurückziehen, das ist dem Modellflieger ja egal, solange er nicht die Bremsen aktiviert hat.(die er eh nicht hat:D)


Grüße,
Harri

npbosch 11.12.2005 20:35

Zitat:

stellt man sich mal die Laufbänder am Flughafen vor: Man fährt entgegen dem Band mit der Bandgeschwindigkeit dann bleibt man stehen , also kann kein Flugzeug abheben weil er stehen bleibt und keinen Auftrieb erfährt.
Das geht nicht ganz gleich auf mit unserem Problem. Du lauftst jetzt neben dem Laufband. Du schiebst deinen Gepäck aber vor dich hin uber das Band. Das Band hat die gleiche Geschwindigkeit wie du.
Geht das Koffer nach vorne?

Ja klar, (und nicht viel schwerer dan wenn du uber das Band laufen würdest,)du laufst mit 5 stkm neben das Band (zur Erde), das Band lauft 5 stkm zuruck (zur Erde), die Rader des Gepäck, drehen mit 10 stkm.

Gibts es jemanden der hier nicht mit einverstanden ist?

Der fusgänger setzt sich ab zur Erde( ebenso wie das Flugzeug mit seinen motor zur Luft/Erde(kein wind)).

Das Laufband ist ganz und gar irrelevant. Es mach auch nichts aus in welchen richtung es dreht (das ist nur relevant fur die geschwindigkeit der Räder, wenn es abhebt.

Nochmals, die originale frage ist nicht gut gestellt. Es ist ein Paradox. Sie ist nur zu lösen wenn mann davon ausgeht das Vband(zur erde) = Vflugzeug(zur luft). So wird es ein bekantes Problem, das mann auf mehrere webseiten finden kann (zB auf Piloten websites)

Norbert

Leo 11.12.2005 21:44

Zitat:

Original geschrieben von npbosch
Das geht nicht ganz gleich auf mit unserem Problem. Du lauftst jetzt neben dem Laufband. Du schiebst deinen Gepäck aber vor dich hin uber das Band. Das Band hat die gleiche Geschwindigkeit wie du.
Geht das Koffer nach vorne?

Ja klar, (und nicht viel schwerer dan wenn du uber das Band laufen würdest,)du laufst mit 5 stkm neben das Band (zur Erde), das Band lauft 5 stkm zuruck (zur Erde), die Rader des Gepäck, drehen mit 10 stkm.

Gibts es jemanden der hier nicht mit einverstanden ist?

Ich bin damit einverstanden, nur ist es defintiv, dass ich mehr kraft brauche um den Gepäckswagen zu schieben, als wenn das Laufband still stehen würde. Je schneller die Räder drehen, desto mehr Widerstand erfahren sie! Und dem muss ich mit Muskelkraft entgegenwirken.

Das Flugzeug ist es so lange es am Boden ist, mit durchaus irdischen Problemen konfrontiert. Und dieses ist u.a. Rollreibung.
Warum reden wir plötzlich von perfekt geschmierten Lagern und so? Man verscuht hier wieder den Rollwiderstand gegen null gehen zu lassen und das war auch nicht Inhalt der Aufgabe.

thb 11.12.2005 21:53

Zitat:

Original geschrieben von Leo
Je schneller die Räder drehen, desto mehr Widerstand erfahren sie!
Falsch! Die Formel für den Rollwiderstand ist:

Rollwiderstand = M * a * Rw * cos(Steigungswinkel)

wobei M die Masse, a die Erdbeschleunigung und Rw der Reibungswert ist. Das kann in jeder technischen Formelsammlung nachgelesen werden. In dieser Formel taucht keine Geschwindigkeit v auf, das heißt, der Rollwiderstand ist geschwindigkeitsunabhängig.

Ein Fahrrad z. B. übt ja auch den gleichen Gegendruck aus, ob du es schnell oder langsam schiebst.

DENGI 11.12.2005 22:48

Fahrrad
 
also thb das versteh ich jetzt nicht! Ich schiebe kein Fahrrad sondern ich fahre mit dem Fahrrad, aber eins ist bei mir sicher, je schneller ich fahre, desto mehr Kraft brauche ich.

Außer ich nehme mein neues Rad, da ist das Hinterrad größer als das Vorderrad und da geht es immer bergab.

Nix für ungut.

Michael

Leo 11.12.2005 23:11

Zitat:

Original geschrieben von thb
Falsch! Die Formel für den Rollwiderstand ist:

Rollwiderstand = M * a * Rw * cos(Steigungswinkel)


Ein paar Recherchen haben ergeben, dass das nicht gaaanz falsch sein kann. Ich glaube, in der Theorie triift das was du sagst zu, in der Praxis nur zum Teil.
Also:
http://www.rollende-seiten.de/roll4.gif

Aus: http://www.rollende-seiten.de/opti.html
Da geht es zwar um Autoreifen, aber da wollen wir ja fast hin.;)
Ich glaube die oben genannte Formel berücksichtigt nicht die "Walkarbeit" des Reifens die genauso wie auch die Lagerung des Reifens mit in den gemeinen Rollwiderstand fliessen. (Walkarbeit - wodurch er sich ja auch abhängig von der geschwindigkeit erwärmt)

zB eine weitere Erklärung zum Thema Reifen:
Rollwiderstand:Neben Luftwiderstand und Steigungswiderstand hemmt der Rollwiderstand die Bewegung des Fahrzeugs. Er entsteht vor allem durch die Verformung des Reifens dort, wo er Kontakt mit der Fahrbahn hat, also durch das Walken des Gummis in der Aufstandsfläche. Die hier zu leistende "Verformungsarbeit" schluckt Energie und wirkt bremsend. Der Rollwiderstand ist umso größer, je kleiner der Reifenradius und je größer die Formänderungsarbeit ist. Er steigt also mit zunehmender Belastung, zunehmender Fahrgeschwindigkeit und abnehmendem Reifenluftdruck."

Stimmt auch absolut. Also nur mit Formeln zu arbeiten bringt uns in der echten Welt wohl nicht weiter. :cool:

thb 11.12.2005 23:22

Stimmt, die Walkarbeit muss es sein, weil der Widerstand bei höherem Reifendruck geringer ist.

Da war ich mal wieder zu theoretisch. Wir könnten ja das Flugzeug auf harte Rollen stellen. Dann gäbe es kein Walken.

Edit: Es wird ja nur gesagt "Ein Flugzeug". Nehmen wir doch ein ganz leichtes Flugzeug mit hart aufgepumpten Reifen. Da dürfte nur wenig Walkarbeit einfließen. Irgendwann müssten auch die Fliehkräfte in den Reifen das Walken vermindern - bei sehr hoher Rollgeschwindigkeit jedenfalls.



Leo 11.12.2005 23:30

Zitat:

Original geschrieben von thb
Stimmt, die Walkarbeit muss es sein, weil der Widerstand bei höherem Reifendruck geringer ist.

Da war ich mal wieder zu theoretisch. Wir könnten ja das Flugzeug auf harte Rollen stellen. Dann gäbe es kein Walken.

Edit: Es wird ja nur gesagt "Ein Flugzeug". Nehmen wir doch ein ganz leichtes Flugzeug mit hart aufgepumpten Reifen. Da dürfte nur wenig Walkarveit einfließen.

Unendlich harte Räder und Untergründe würden einen unendlich kleinen Rollwiderstand erzeugen. Deshalb sind wohl Eisenbahnräder nicht aus Gummi! (aber auch nicht unendlich hart aber immer weicher als die Schienen. Das ist wichtig, sonst müsste man mehr Schienen wechseln als Räder! ) ;)

Und wenn die Walkarbeit noch so klein ist, sie steht in direkter Relation zur Geschwindigkeit und wird immer einen Einfluss haben, früher oder später bist du am ende der fahnenstange. Klar ist, je weniger Walkarbeit, desto höher wird die maximal erreichbare Geschwindigkeit aufgrund der Rollreibung sein.

Leo 11.12.2005 23:54

Ein Rad, das sich dreht...
 
OK Zurück zum Kern:

Angenommen ein Flugzeug fliegt aufgrund eines starken Gegenwindes im Stand. Sprich 200kmh Gegenwind, somit ausreichend Auftrieb und der prop kompensiert nur den Luftwiderstand damit es nicht zurückgeblasen wird.
Jetzt geht der kleine Leo ganz cool zu diesem Flieger und (ja der kann das weil er superman ist) und taucht an einem der Räder des Fliegers an, die bis dato still gestanden sind. (Oder nehme Harrys Blatt Papier, lege es an, und ziehe es dann nach hinten weg. Was passiert? Das Rad wird sich drehen. Warum? Weil ich mit Hilfe des Rollwiderstandes das Rad in Bewegegung versetzt habe. Da aber das rad an dem Flugzeug angebaut ist (Lager etc.), hat das auch Auswirkungen auf das Flugzeug. Und diese wird man, sofern man nicht die Leistung erhöht auch sehen.

Genauso gut kann ich ein irgendein Rad an der Decke aufhängen. Es dann antreiben. Je nachdem wie gut die Lager sind, wird sich das Rad nicht nur drehen sondern auch kurz pendeln. Unvermeidbar! Anbei eine Grafik mit dem, was ich meine und ich bin echt gespannt wer mir hier nun widerspricht. Die roten Pfeile entsprechen der aufgrund des Einflusses meines Fingers oder "Harrys unter dem Rad durchziehen Papier" Drehrichtung des Rades. Ich werde es jedoch nie schaffen, das Rad so anzudrehen ohne, dass es sich auch lateral bewegt. Natürlich spielen hier Masse und Lagerwiderstände mit, aber es bleibt im Endeffekt dabei.
Jetzt montier ich das rad aber nicht an einer Dekce sondern an einem Flugzeug. Egal ob im Flug oder nicht, die Auswirkung meines Antriebes mit Finger oder Blatt Papier bleibt die selber. Je fester ich das rad bewegen will, desto wilder wird die Bewegung oder das Pendel sein.Und zwar in die entgegengestzte Richtung (bzw. im Fall des Pendels zuerst in die entgegengesetzte Richtung und dann zurück...)

thb 12.12.2005 00:33

Das ist unbestritten. Nur ist die Frage ob dieses "Mitziehen" über den Widerstand ausreicht, das Flugzeug mit seinem mächtigen Antrieb davon abzuhalten, zu starten. Die meisten Verfechter der Starttheorie haben ja bereits einen verlängerten Startweg zugebilligt.

Das allein hängende Rad in deinem Beispiel wird pendeln. Das Flugzeug, zu dem du als "Leo the Superman" hingegangen bist, hat viel zu viel Masse, als dass der Effekt gegen einen für den Start stark beschleunigenden (nicht geschwindigkeitshaltenden) Propeller ins Gewicht fallen würde.

Edit: Also muss das Drehen des Rades wieder sehr intensiv und schnell beschleunigend vor sich gehen. Und da kommt dann wieder der Martin (MPeters) mit der berühmten Trägheit. Ich bin durch diese Argumentation jetzt noch mehr von seiner Argumentation überzeugt.

Hans Tobolla 12.12.2005 00:39

Hallo,

schon 9 Seiten und das Thema ist immer noch nicht abgeschlossen ;)

Die Aufgabe ist schon ganz schön hinterhältig. Der Leser soll dazu verleitet werden, bewußt oder unbewußt an seine Erfahrung auf dem Laufband im Fitness-Studio anzuknüpfen. Auf dem Laufband im Fitness-Studio habe ich es hinsichtlich der Geschwindigkeit nur mit einem Bezugspunkt zu tun: Es ist eine markierte Stelle auf dem Laufband selbst. Dieser Bezugspunkt gilt natürlich auch für das Flugzeug hinsichtlich seiner Geschwindigkeit auf dem Laufband. Diese Geschwindigkeit ist vergleichbar mit der Groundspeed.

Wir wissen alle, dass es nicht von der Groundspeed abhängt, ob ein Flugzeug abheben kann oder nicht, sondern von der True-Air-Speed. Wir brauchen also einen neuen Bezugspunkt, auf den wir die True-Air-Speed beziehen können. Dafür ist ein Ballon geeignet, der antriebslos in der Umgebungsluft in stets gleicher Höhe schwebt.

Die Frage ist nun, kann das Flugzeug mit seinem (Düsen-)Antrieb bezogen auf den Ballon eine Geschwindigkeit aufbauen? Ist es also hinsichtlich des Bezugspunktes Ballon beweglich? Das ist die Frage die zunächst einmal geklärt werden sollte.

Vielleicht kann jemand wirklich überzeugend nachweisen, dass das Flugzeug bezogen auf dem Ballon NICHT beweglich ist.

OK, es ist 00:30. Schluss für heute.

Gruß!

Hans


thb 12.12.2005 00:46

Zitat:

OK, es ist 00:30. Schluss für heute.
Nana, für mich nicht. ;)

@Leo: Noch was zu deiner Zeichnung, die du vielleicht unbewusst, aber vielleicht auch sehr bewusst manipulativ gestaltet hast. Der Finger, der das Rad dreht, möge bitte dort eingezeichnet sein, wo sich das Laufband befindet. Wenn er das Pendel in Pendelrichtung von hinten direkt auf die Achse angeht, gibt er natürlich einen direkten Beschleunigungsimpuls auf das ganze Pendel ab. :D Das wollen wir ja nicht.

Swen 12.12.2005 10:12

Ballon = null Masse...

Das kann nicht gehen der vergleich.

Das Problem ist doch, dass erstmal das Anfahren überwunden werden muss, damit der Flieger überhaupt noch vorne sich bewegen kann.

Wenn der Flieger in der Luft ist, mit gegen wind, dann ist doch wieder alles gegen null.

Die Masse des Fliegers ist doch wichtig... Wir sind ja nun nicht in einem Luftleeren Raum. Also ich tendiere zu einem Pendeln oder leichtes nach vorne bewegen, welches wenn dann langsam verschnellert wird. Wobei die 3000m dann nicht ausreichen würde und der Flieger vorne runter kippt.

Die Theorie mit nahe zu Lichtgeschwindigkeit kann ich nicht Teilen. Dazu müßte man doch wenigstens einen Antrieb haben der mich überhaupt so schnell beschleunigen kann. Das Liefert aber kein Flugzeugtriebwerk.

Edit: Gewicht des Fliegers und Antrieb spielt eine Rolle. Also, hab ich einen Flieger der sehr schwer ist und der Antrieb unter Motorisiert, dann wird der Flieger nicht wegkommen. Ist der Flieger aber ganz leicht und hat eine Rakete oben drauf, dann kommt er mit sicherheit weg. Die Frage ist nur wie schnell.

Also, solange die Frage nicht richtig defeniert ist, ist sie so nicht lösbar.

Leo 12.12.2005 10:14

Zitat:

Original geschrieben von thb
Das ist unbestritten. Nur ist die Frage ob dieses "Mitziehen" über den Widerstand ausreicht, das Flugzeug mit seinem mächtigen Antrieb davon abzuhalten, zu starten. Die meisten Verfechter der Starttheorie haben ja bereits einen verlängerten Startweg zugebilligt.

Das allein hängende Rad in deinem Beispiel wird pendeln. Das Flugzeug, zu dem du als "Leo the Superman" hingegangen bist, hat viel zu viel Masse, als dass der Effekt gegen einen für den Start stark beschleunigenden (nicht geschwindigkeitshaltenden) Propeller ins Gewicht fallen würde.

Edit: Also muss das Drehen des Rades wieder sehr intensiv und schnell beschleunigend vor sich gehen. Und da kommt dann wieder der Martin (MPeters) mit der berühmten Trägheit. Ich bin durch diese Argumentation jetzt noch mehr von seiner Argumentation überzeugt.

Es geht in meinem Beispiel nicht darum, ob der Widertstand ausreicht um was auch immer zu bewirken, sondern eher darum, dass es EINDEUTIG irgendeinen, auch noch so kleinen Effekt auf das Rad hat.
Wenn das Laufband auf dem das Flugzeuge steht nun immer schneller rennt, wovon man ja ausgegangen ist, werden die Auswirkungen auch immer größer.

Das Flugzeug muss (wenn es jemals abheben will) in Relation zu dem Punkt auf dem das Laufband steht, weg ROLLEN. Sprich die Räder müssen sich drehen! Und zwar schneller als die des Laufbandes. Nur warum sollte das so sein, wenn die Geschwindigkeit des Laufbandes direkt proportional zur Leistung der Triebwerke steht? Wenn ich das Laufband mit Hilfe des gleichen Triebwerkes antreiben müsste und wie oben schon erwähnt, die notwendige Kraft um das Laufband anzutreiben die gleiche ist wie die um das Flugzeug AM BODEN anzutreiben, warum sollte dann das des Flugzeuges besser wirken???

Für mich ist es FIX. Das funktioniert nicht.

1. Sollte sich das Laufband genauso schnell drehen wie die Räder des Flugzeuges, was paradox ist, dann würde die Walkarbeit und die damit verbundene Rollreibung irgendwann so groß sein, dass die Triebwerke nicht mehr genug Kraft haben, dieser Rollreibung entgegen zu wirken.

2. Sollte das Laufband die genau gleiche Arbeit verrichten wie das Flugzeug (in dem Fall mit einem auf das Laufband fix in die entgegengestzte Richtung montierten Triebwerk) landen wir auch wieder dort wo wir waren.

3. Sollte die Kraft des Laufbandes nur so groß sein um das Flugzeug mit einer bestimmten Geschwindikeit nach hinten zu bewegen (angenommen die Triebwerke stehen auf idle), so kommt es auf den Excess Thrust des Flugzeges (wenn jetzt leistung gesetzt wird)an ob es nun dagegen halten kann oder ob es tatsächlich sich am Laufband nach vorne bewegen wird, was einer zunehmenden TAS entspricht und im Fall des Falles abheben kann. Die dann notwendige Startstrecke hängt einzig und allein von der Geschwindigkeit des Laufbandes ab. Sollte das Flugzeug tatsächlich 3000m brauchen um erstamsl die Räder anzuheben, so wird es sofern das Band sich entegegengestzt dreht, vor erreichen der Abhebegeschwindigkeit, vorne vom Band plumpsen. In diesem Fall muss man aber genau definieren, welche Arbeit das Laufband verrichtet.

Bitte, kann mir hier jemand widersprechen? :p

Leo 12.12.2005 10:18

Zitat:

Original geschrieben von thb
Nana, für mich nicht. ;)

@Leo: Noch was zu deiner Zeichnung, die du vielleicht unbewusst, aber vielleicht auch sehr bewusst manipulativ gestaltet hast. Der Finger, der das Rad dreht, möge bitte dort eingezeichnet sein, wo sich das Laufband befindet. Wenn er das Pendel in Pendelrichtung von hinten direkt auf die Achse angeht, gibt er natürlich einen direkten Beschleunigungsimpuls auf das ganze Pendel ab. :D Das wollen wir ja nicht.

Egal wo der Finger ist und das Rad antreibt, er wird es immer irgendwie nicht nur drehen, sondern auch bewegen, aber gehen wir davon aus, der Finger greift es an der 6 Uhr Position an. Aktion - Reaktion. Nur ist leider auf unserer so unperfekten Welt die Reakion nicht nur das dreen des Rades, sondern auch ein Pendeln des ganzen Teils. Wenn das nicht wäre, würden Autos weniger Sprit brauchen und Fahrradfahrer wahnsinnige Geschwindigkeiten erleben könenn und und und...

thb 12.12.2005 10:41

zu 1.: Du sagst selbst, dass es paradox ist. Die genannte Bedingung ist ja schon in dem Moment nicht erfüllt, wenn sich dass Flugzeug gegenüber der Umwelt auch nur 1mm bewegt. Die hohe Beschleunigung, der das Laufband aufgrund dieser Bedingung unterläge, würde aufgrund der Trägheit eine Kraftübertragung und einen effektiven Rollwiderstand nicht zulassen. Es wäre wie mit dem Tischtuch und dem Geschirr.

zu 2.: Auf die Arbeit kommt es nicht an, wenn die Systeme getrennt sind und wie im unter 1. genannten Punkt die Kräfte nicht übertragen werden können.

zu 3.: Das wäre ein Szenario, welches dann weder annimmt, dass das Laufband sich so schnell wie die Räder dreht, noch dass das Laufband sich mit der gleichen Geschwindigkeit nach hinten bewegt wie das Flugzeug nach vorne. Es ist ein konstruiertes Szenario, was mit der Aufgabenstellung nichts mehr zu tun hat, weil du das Laufband einfach beliebig bewegen darfst, bis es zu deiner Aussage passt.

Außerdem glaube ich, dass die Dinge wie Walken gar nicht in die Lösung einbezogen werden sollen. Denn wenn wir wirklich praxisnah bleiben wollen, müsste man ja das Platzen der Reifen auch in Betracht ziehen.

Hans Tobolla 12.12.2005 10:53

Hallo miteinander,

die Aufgabe ist schon ganz schön hinterhältig. Der Leser soll dazu verleitet werden, bewußt oder unbewußt an seine Erfahrung auf dem Laufband im Fitness-Studio anzuknüpfen. Auf dem Laufband im Fitness-Studio habe ich es hinsichtlich der Geschwindigkeit nur mit einem Bezugspunkt zu tun: Es ist eine markierte Stelle auf dem Laufband selbst. Dieser Bezugspunkt gilt natürlich auch für das Flugzeug hinsichtlich seiner Geschwindigkeit auf dem Laufband. Diese Geschwindigkeit ist vergleichbar mit der Groundspeed.

Wir wissen alle, dass es nicht von der Groundspeed abhängt, ob ein Flugzeug abheben kann oder nicht, sondern von der True-Air-Speed. Wir brauchen also einen neuen Bezugspunkt, auf den wir die True-Air-Speed beziehen können. Dafür ist ein Ballon geeignet, der antriebslos in der Umgebungsluft in stets gleicher Höhe schwebt.

Die Frage ist nun, kann das Flugzeug mit seinem (Düsen-)Antrieb bezogen auf den Ballon eine Geschwindigkeit aufbauen? Ist es also hinsichtlich des Bezugspunktes Ballon beweglich? Das ist die Frage die zunächst einmal geklärt werden sollte.

Als Fußgänger kann man sich auf dem Laufband nicht vom Ballon entfernen, denn man ist über die Haftreibung stets mit dem Laufband fest verbunden und je schneller man vorwärts geht, desto schneller wird man von diesem Laufband automatisch wieder zurück geschoben. Wenn ich mit den Pedalen ein Fahrrad antreibe, bin ich auch über die Haftreibung fest mit dem Laufband verbunden. Physikalisch gesehen, muss der Untergrund (hier das Laufband) beim Fußgänger und beim Radfahrer die zur Vortriebskraft stets vorhandene Gegenkraft aufnehmen. Es besteht ein Kraftschluss zwischen dem Laufband und dem Fußgänger bzw. Radfahrer.

Die Räder beim Flugzeug sind aber keine Antriebsräder sondern sie haben die Aufgabe, beim Start einen Kraftschluss zwischen dem Untergrund (hier Laufband) und dem Flugzeug möglichst zu vermeiden. Sie wirken wie ein Rollenlager. Bei einem perfekten Glatteis bräuchte das Flugzeug gar keine Räder. Es könnte auch auf dem Bauch starten. Die Vortriebskraft durch die Triebwerke des Flugzeugs hat mit einer Haftreibung nichts zu tun und das Laufband kann wegen des fehlenden Kraftschlusses das beschleunigende Flugzeug nicht zurück schieben. Deshalb kann das Flugzeug auf dem Laufband starten.


Viele Grüße!

Hans

Ich habe die vielen Antworten nicht gelesen, um unvoreingenommen selbst zu einer Lösung der Aufgabe zu kommen.

thb 12.12.2005 11:11

Zitat:

Original geschrieben von Hans Tobolla
Wir wissen alle, dass es nicht von der Groundspeed abhängt, ob ein Flugzeug abheben kann oder nicht, sondern von der True-Air-Speed.
Ich sage, es hängt eher von der Indicated-Air-Speed ab, sonst würde ein Flugzeug auf hochgelegenen Flugplätzen nicht einen längeren Startweg benötigen.

Aber ansonsten stimme ich dir zu.

Leo 12.12.2005 11:15

Zitat:

Original geschrieben von thb
zu 1.: Du sagst selbst, dass es paradox ist. Die genannte Bedingung ist ja schon in dem Moment nicht erfüllt, wenn sich dass Flugzeug gegenüber der Umwelt auch nur 1mm bewegt. Die hohe Beschleunigung, der das Laufband aufgrund dieser Bedingung unterläge, würde aufgrund der Trägheit eine Kraftübertragung und einen effektiven Rollwiderstand nicht zulassen. Es wäre wie mit dem Tischtuch und dem Geschirr.
Das ist ein Schluss den du ziehst, so wie ich meinen ziehe, aber mit dem Tischtuch hat es nichts zu tun. Das paradoxe ist, dass das Laufband genauso schnell dreht wie die Räder. Wie soll das gehen? Deshalb habe ich ein anderes (realistischeres) Szenario gebaut.

Zitat:

zu 2.: Auf die Arbeit kommt es nicht an, wenn die Systeme getrennt sind und wie im unter 1. genannten Punkt die Kräfte nicht übertragen werden können.[/b]
Die Systeme sind ja nicht getrennt!

Zitat:

zu 3.: Das wäre ein Szenario, welches dann weder annimmt, dass das Laufband sich so schnell wie die Räder dreht, noch dass das Laufband sich mit der gleichen Geschwindigkeit nach hinten bewegt wie das Flugzeug nach vorne. Es ist ein konstruiertes Szenario, was mit der Aufgabenstellung nichts mehr zu tun hat, weil du das Laufband einfach beliebig bewegen darfst, bis es zu deiner Aussage passt.[/b]
Stimmt. Aber mit beliebig bewegen würde ich eher sagen, dass das Band im maximalfall so schnell läuft, wie die Triebwerke das Flugzeug am Boden beschleunigen könnten. (Den Luftwiderstand ausgenommen)

Zitat:

Außerdem glaube ich, dass die Dinge wie Walken gar nicht in die Lösung einbezogen werden sollen. Denn wenn wir wirklich praxisnah bleiben wollen, müsste man ja das Platzen der Reifen auch in Betracht ziehen. [/b]
Das Walken ist aber ein Riesenteil, wenn nicht der größte Teil der Rollreibung!

thb 12.12.2005 11:34

Ja, die Aufgabe an sich ist aber in ihrem Ursprung eher eine theoretische Logikaufgabe aus einem Einstellungsgespräch. Hier wird in der kurzen Zeit wohl nicht erwartet, dass eine komplette physikalische Abhandlung darüber gemacht wird. Hätte der Einzustellende den Einwand mit platzenden Reifen gemacht, dann wäre sicher gesagt worden "Nehmen sie an, es wäre kein Reifen sondern eine stabile harte Rolle!". Das Material der Reifen des Flugzeuges wurde, da ja schon das Flugzeug nicht weiter beschrieben wurde, nicht genannt, soll also auch nicht Gegenstand der Beurteilung werden.

Das ist jetzt etwas gemutmaßt, aber so wird in solchen Einstellungstests geredet, ich habe schon selbst welche geführt. Nimm es jetzt bitte nicht persönlich, aber mit solchen Fragen werden unter anderem "Globaldenker" und "Krümelkacker" voneinander getrennt. Das ist definitiv so. Untergeordnete Probleme werden erst angegangen, wenn das große Konstrukt fertig gedacht ist.

Der Sinn der Problemlösung ist eine rein theoretische Abstraktion und Erkennung der vorliegenden physikalischen Gesetze und der Unterschied zu den alltäglichen Erfahrungen. Ein Ausrechnen wird mit Sicherheit nicht gefordert.

MPeters 12.12.2005 13:04

Thomas, so ähnlich sehe ich das auch.

1. Wir haben nur die Daten "ein Flugzeug" und "ein Laufband". Wir können auf keine Materialien schließen (weder beim Laufband noch bei den Reifen), das würde erst bei der praktischen Umsetzung zum Problem werden. Da wir also die speziellen Reibungs- bzw. "Walk"-Daten nicht kennen, müssen wir sie unberücksichtigt lassen. Bei der praktischen Umsetzung in einem Versuch müsste man diesen Versuch dann so gestalten, dass diese Werte dann möglichst wenig Einfluss haben. Also müsste das Flugzeug mit entsprechend harten Reifen ausgestattet werden, das Laufband müsste ebenso hart sein. Inwiefern das umsetzbar ist, ist in der Aufgabe nicht gefragt.

2. Das Argument mit dem Abnutzen der Radreifen der Bahn ist eine wirtschaftliche Überlegung. Das ist noch weiter von der Aufgabe entfernt. Wir können davon ausgehen, dass das Band und die Räder nur diesen einen Versuch überstehen sollen.

SCHLECKER 12.12.2005 13:51

Hi Leute,
kann der nette Autor D-EDDI nicht mal die Lösung posten, eh wir uns zu diesem Thema noch die Finger wund tippen???????




Grüße Marc

thb 12.12.2005 13:58

Marc, der nette D-EDDI hat die Lösung auch nicht, da er die Aufgabe aus einem anderen Forum hat.

Lies dir doch sein erstes Posting einfach mal durch.

thscholz 12.12.2005 14:09

Zum Thema Reibung stelle ich mal folgende Frage:

Was passiert, wenn das Flugzeug mit angezogener Parkbremse (also ziemlich hoher Rollwiderstand;) ) auf dem Boden steht und es weht ein Gegenwind mit 200 Knoten. Hebt das Flugzeug dann ab?

Grüße

Thomas

thb 12.12.2005 14:13

Kommt auf das Flugzeug an. Ein Flieger mit einer Abhebegeschwindigkeit von <= 200 Knoten kann das sicher. Das hat dann aber nix mit Reibung zu tun. Der Auftrieb ist einfach schon im Stand hoch genug. :D Bei Flugzeugen mit höherer Abhebegeschwindigkeit ist die Frage, ob der Triebwerksschub ausreicht, den Widerstand zu überwinden.

SimDreams 12.12.2005 14:22

:-) Schöne Diskussion! Als ich das letzte Mal hier war, waren es noch 8 Posts, jetzt sind es 10 Seiten. Wir sind uns also einig, dass der Flieger auf dem Laufband abheben würde, oder?

Zum "neuen Problem" - abheben würde das Flugzeug vielleicht, würde aber sofort nach dem Abheben stallen oder eine Rolle rückwärts drehen.

thscholz 12.12.2005 14:32

Zitat:

Original geschrieben von thb
Kommt auf das Flugzeug an. Ein Flieger mit einer Abhebegeschwindigkeit von <= 200 Knoten kann das sicher. Das hat dann aber nix mit Reibung zu tun. Der Auftrieb ist einfach schon im Stand hoch genug. :D Bei Flugzeugen mit höherer Abhebegeschwindigkeit ist die Frage, ob der Triebwerksschub ausreicht, den Widerstand zu überwinden.
O.K., O.K., ich korrigiere das Beispiel auf Gegenwind mit v >= v2.;)
Sollte ein weiterer (scheinbar gescheiterter) Versuch sein zu demonstrieren, dass der Untergrund für die Fortbewegung des Flugzeuges unwichtig ist. Soviel ich weiß, beeinflusst eine nasse oder vereiste Startbahn (geringere Reibung) nur v1 (wegen des längeren Bremsweges), nicht aber vr oder v2.

Grüße

Thomas

thb 12.12.2005 14:40

Jo, ist mir schon bewusst, daher der Ätsch-Smilie.

@SimDreams: Warum das Flugzeug stallen soll, ist mir nicht erklärbar. Wenn es vollen Schub gibt, bewegt es sich danach ganz normal. Eine Rolle rückwärts könnte passieren, wenn es bereits bei dem Gegenwind sehr weit im Overspeed-Bereich wäre.

walhalla 12.12.2005 14:46

Ich hab die Diskussion bis jetzt im Hintergrund verfolgt, aber nun drängt sich mir die Frage auf: der Airbus A380 hat eine Abhebegeschwindigkeit von ca. 270 km/h (hab ich vor kurzem bei einer Doku gesehen). Bedeutet das, wenn einer feststehenden A380 ein Wind von >270 km/h entgegenweht könnte diese abheben? Natürlich müsste man da annehmen, dass das Flugzeug sich nicht am Boden bewegt, aber dennnoch nicht festgeschraubt ist

thscholz 12.12.2005 14:54

Zitat:

Original geschrieben von walhalla
Ich hab die Diskussion bis jetzt im Hintergrund verfolgt, aber nun drängt sich mir die Frage auf: der Airbus A380 hat eine Abhebegeschwindigkeit von ca. 270 km/h (hab ich vor kurzem bei einer Doku gesehen). Bedeutet das, wenn einer feststehenden A380 ein Wind von >270 km/h entgegenweht könnte diese abheben? Natürlich müsste man da annehmen, dass das Flugzeug sich nicht am Boden bewegt, aber dennnoch nicht festgeschraubt ist
:ja:
Ja, klingt komisch, ist aber so.
Es 'hängt' alles nur an der Geschwindigkeit (und natürlich Dichte) der umgebenden Luft.

Übrigens, ich hatte mal aus dem Internet ein Video, in dem ein Kleinflugzeug bei starkem Gegenwind fast aus dem Stand gestartet ist, nur leider habe ich es gelöscht.

Grüße

Thomas

Leo 12.12.2005 15:15

Zitat:

Original geschrieben von SimDreams
:-) Schöne Diskussion! Als ich das letzte Mal hier war, waren es noch 8 Posts, jetzt sind es 10 Seiten. Wir sind uns also einig, dass der Flieger auf dem Laufband abheben würde, oder?

Nein. :rolleyes:

Leo 12.12.2005 15:19

Zitat:

Original geschrieben von thb
Jo, ist mir schon bewusst, daher der Ätsch-Smilie.

@SimDreams: Warum das Flugzeug stallen soll, ist mir nicht erklärbar. Wenn es vollen Schub gibt, bewegt es sich danach ganz normal. Eine Rolle rückwärts könnte passieren, wenn es bereits bei dem Gegenwind sehr weit im Overspeed-Bereich wäre.

Und es geht schon wider los. Warum eine Rolle rückwärts??? Reciht es nicht, wenn er einfach rückwärts koordiniert fliegt?

Schon mal einen Vogel gesehen der gegen den Wind hält und defacto über einem Punkt schwebt? Ohne Triebwerk und Schub?

D-EDDI 12.12.2005 15:20

Wahnsinn, egal wo ich diese Frage stelle, es gibt immer die selbe Reaktion. Ich bin tatsächlich am überlegen einen Versuchsaufbau aufzubauen... Die Aufgabe fasziniert mich...

Leo 12.12.2005 15:25

Zitat:

Original geschrieben von thb
Ich sage, es hängt eher von der Indicated-Air-Speed ab, sonst würde ein Flugzeug auf hochgelegenen Flugplätzen nicht einen längeren Startweg benötigen.

Aber ansonsten stimme ich dir zu.

Darauf sage ich, es hängt von der equivalent airspeed ab! Egal was die IAS Nadel meint. :D

Leider ist aber auch die Leistung der Triebwerke in grösseren Höhen aufgrund der geringeren Dichte ein problem beim Startvorgang.

Leo 12.12.2005 15:30

Zitat:

Original geschrieben von MPeters
Thomas, so ähnlich sehe ich das auch.

1. Wir haben nur die Daten "ein Flugzeug" und "ein Laufband". Wir können auf keine Materialien schließen (weder beim Laufband noch bei den Reifen), das würde erst bei der praktischen Umsetzung zum Problem werden. Da wir also die speziellen Reibungs- bzw. "Walk"-Daten nicht kennen, müssen wir sie unberücksichtigt lassen. Bei der praktischen Umsetzung in einem Versuch müsste man diesen Versuch dann so gestalten, dass diese Werte dann möglichst wenig Einfluss haben. Also müsste das Flugzeug mit entsprechend harten Reifen ausgestattet werden, das Laufband müsste ebenso hart sein. Inwiefern das umsetzbar ist, ist in der Aufgabe nicht gefragt.

2. Das Argument mit dem Abnutzen der Radreifen der Bahn ist eine wirtschaftliche Überlegung. Das ist noch weiter von der Aufgabe entfernt. Wir können davon ausgehen, dass das Band und die Räder nur diesen einen Versuch überstehen sollen.

Dann sei doch so nett und nimm ein normales Flugzeug (mit gummireifen) und ein normales Laufband her. Warum müssen es jetzt besonders harte reifen und unterlagen sein?
Wenn wir die Reibungs und Walkdaten nicht kennen, kennen wir sie nicht aber sie einfach nicht zu berücksichtigen ist wissenschaftlich betrachtet doch auch nicht richtig oder? Wenn es keine Reibung gibt (weil sie nicht berücksichtigt wird), dann wird das Flugzeug selbstverständlich auch abheben. Aber auch ohne das sich die Räder jemals gedreht hätten. Also können wir auch das Laufband getrost weglassen weils wurscht ist.

thb 12.12.2005 15:54

Zitat:

Original geschrieben von Leo
Wenn wir die Reibungs und Walkdaten nicht kennen, kennen wir sie nicht aber sie einfach nicht zu berücksichtigen ist wissenschaftlich betrachtet doch auch nicht richtig oder?
Der Widerspruch in sich. Was wir nicht kennen, können wir auch nicht berücksichtigen. Irgendwie trennen sich genau hier die Theoretiker von den Praktikern.

Die Frage ist auch, was für ein Flugzeug wir als "normal" betrachten wollen. Eine F-16 mit zugeschalteten Nachbrennern oder einen historischen Doppeldecker mit Holzrädern, ein kleines Modellflugzeug oder eine 747? Das Ergebnis könnte unterschiedlich ausfallen.

Es kommt hier keiner voran. Die Frage hätte einfach präziser gestellt werden müssen.

Z. B.: Gibt es ein Flugzeug und ein Laufband, bei dem es so ist, dass das Flugzeug unter diesen Bedingungen abheben kann?

oder

Kann jedes Flugzeug bei dem genannten Szenario abheben?

Bei diesen Fragestellungen wäre die jeweilige Antwort einfacher.


Edit: Und wenn wir ganz praxisnah bleiben wollen, dann platzen sowieso die Reifen und das war's.


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