Denksport-Aufgabe

[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 Walkarbeit einfließen. Irgendwann müssten auch die Fliehkräfte in den Reifen das Walken vermindern - bei sehr hoher Rollgeschwindigkeit jedenfalls.

[Leo]

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]

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]

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]

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]

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. Das wollen wir ja nicht.

[Swen]

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]

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?

[Leo]

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. 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]

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.