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Zombie

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Samstag, 20. September 2014, 15:45

Gedankenexperiment- Flugzeug auf einem Laufband

Ich hab das hier gerade gelesen, und wollte mal wissen was ihr zu dem Thema denkt.

Folgendes Rätsel gilt es zu lösen:
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 volle physikalische Realität soll hierbei zur Anwendung kommen.
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der_george

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Samstag, 20. September 2014, 16:15

Ich versuch mich mal...

Da man davon ausgehen kann, dass die Räder bei einem Flugzeug in der Regel nicht angetrieben sind hat das Laufband keinen Einfluss. Solange das Flugzeug unter gleichen Bedingungen Schub geben kann wird das Flugzeug nach einer in etwa gleichen Strecke abheben. Man kann sogar davon ausgehen, dass das Flugzeug schneller beschleunigen kann, da die Reibungsverluste im Fahrwerk entfallen. (Ausgehend davon, dass der Regelkreis des Laufbands wirklich so schnell reagiert, dass die Räder sich dann letztendlich gar nicht drehen. (Das Laufband muss dazu am Ende die gleiche Geschwindigkeit wie die Startgeschwindigkeit (Abheben) des Flugzeugs haben.)

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dominic

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Samstag, 20. September 2014, 16:56

...ich würde mal sagen, da passiert gar nichts, denn das Flugzeug sollte ja auf einer Stelle stehen bleiben, ganz egal wie lang das Laufband ist. Und somit passiert zwar an den Rädern etwas, aber an den Tragflächen, außer eine kleines Lufthauches, relativ wenig - und dadurch sollte es eigentlich auch nicht abheben.

Joker

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Samstag, 20. September 2014, 17:12

Wenn das Flugzeug ein Auto wäre, dann würde es stehen bleiben. Aber die Räder werden beim Flugzeug ja quasi nur über den Boden "mitgezogen", der Vortrieb kommt wie George schon gesagt hat, vom Schub der Triebwerke. Die Triebwerke schieben die Flügel und damit das Flugzeug nach vorne, was unten am Boden an den Rädern passiert sollte relativ egal sein.
Ich stell mir gerade ein fliegendes Flugzeug mit ausgefahrenem Fahrwerk vor- wenn man da jetzt eine Startbahn unten drunter wegbewegen würde, hätte das keinen Einfluss. Egal ob in Flugrichtung oder in die andere.
Somit würde ich sagen das Flugzeug startet ganz normal.
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Alan-Lee

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Samstag, 20. September 2014, 17:14

ich wurd sagen der hebt garantiert ab, ein flugzeug hat räder nur damit er nicht am bauch entlang sliden muss.
die sind auch nur nach vorne gerichtet damit er eben in die richtung geht in die die propeller bzw. jets zeigen.
das die jets oder propeller eher luft ansaugen die da vorne ist und nach hinten dann ablsasen ist das propulsion eher eine sache die in der luft passiert und nicht weil die räder ihn antreiben.
bei ein auto wäre es anders, er bleib auf die stelle stehen da sein antrieb durch das stationäre erde erste überhaupt ermöglicht wird.

stelle man ein fluzeug mit eigene sauerstoff also ein spaceship der kein startbahn hat vor. er bewegt sich in genau dasselber prinzip ausser das die erdanziehungs kraft nicht da ist um ihn nach unten zu zeihen.

wenn du aber ein beweis hast das wir alle ein gedanken fehler haben und das einsteins newtons gesetzt von every action has an opposite and equal reaction hier falsch angewendet wird, dann raus damit. :D


aber ich denke einsteins newtons action passiert in die luft und nicht durch die nicht angetribene räder.


gedanke nr. 2 aber, was wäre wenn kein laufbahen sich gegen bewegt sondern das luft bzw. wind in der gegen richtung sich constant mit propulsion sich erhöhen wurde, dann wurde meine meinung nach das flugzeug zwar abheben aber auf die stelle fliegen. :beer:



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Lalime

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Samstag, 20. September 2014, 17:30

Also wichtig zum abheben ist eigentlich nur eine horizontale bewegung damit ein unterdruck und überdruck an ober und unterseite des flügels entstehen kann. und ich schließe mich da auch allen an dass es normal abhebt, da dann das laufband das flugzeug bewegt, da die räder keinen eigenen antrieb besitzen.

grüße

Zombie

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Samstag, 20. September 2014, 17:39

Zitat

wenn du aber ein beweis hast das wir alle ein gedanken fehler haben und das einsteins gesetzt von every action has an opposite and equal reaction hier falsch angewendet wird, dann raus damit. :D

Zitat

aber ich denke einstein action passiert in die luft und nicht durch die nicht angetribene räder.
Woah Alan, i'm astounded, the one you're talking of is not our fellow Mr. Einstein himself, but the very, very British fellow of yours, Mr. Isaac Newton himself.

Ich lass das Thema einfach mal so weiterlaufen. Mal schauen, wann eine Seite mit abstrusen Erklärungen anfängt wieso die andere Falsch liegt.
Ich hatte irgendwo die kleine Hoffnung dass dieses das erste Forum ist in dem es keiner falsch hat, aber das wurde ja schon wiederlegt ;( .

Und weil es jetzt schon mehrfach erwähnt wurde, das Laufband bewegt sich entgegen der Startrichtung des FLugzeugs.


<---Flugzeug
Laufband---->

Alan-Lee

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Samstag, 20. September 2014, 18:26

verdammt, you are right there mate, war natürlich newton.

aber zurück zum thema, es klingt so als hättest du ein beweis das es nicht so ist wie wir denken. und?



mich lässt das kein ruhe jetzt und habe weiter gedacht


EDIT: ich hatte gerade ein gedanke und hab das immer wieder nach und nach durch gedacht. ich musste es zwar selber sehen um zu glauben aber.
du sagtest der laufbahn geschwindigkeit wird sich an der vorschub geschwindigkeit anpassen wenn ichs so verstanden habe. so jetzt denke ich einfach laut. vielleicht lege ich falsch aber da liegt einfach dran das es so ein szenerio nicht zu sehen gibt und mann kennt es nur anders, anyway.


wenn da so ist dann wird zwar das flugzeug nach vorne gezogen aber ausgeglichen durch die laufbah gegen geschwindigkeit also in the opposite direction.
wie bekannt muss sich ein unterdruck oberhalb von der wing bilden und ein hihere druck unten damit es nach die aerodynamik gesetz (ich werde nicht quoten von wen es ist :P ) sich in die luft hebe kann.
arodynamik winde entstehen nur wenn wir und schnell durck die lüfte bewegen was hier aber nicht passieren wird weil der vorschub durch das laufbahn ständig neutralisiert wird, also kann ein tragfläche nie zum einsatz kommen.
demnach wurde ich mich dann korrigieren und sagen, es wurde stehn bleiben egl wie schnell die turbinen sich drehen.
ABER sobald die turbinen sich schneller hoch drehen als der startbahn sich nach hinten rollt, dann hat der flugzeug eine chance abzuheben.
wenn das stimmt, habs noch nie ausprobieren können :D waren wir alle absolut falsch gelegen, aber it makes sense. aerodynamiks never had a chance in this case, right?????



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Samstag, 20. September 2014, 18:39

I didn't say that and i'm quite sure it doesn't sound like that

Alan-Lee

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Samstag, 20. September 2014, 18:48

mich lässt das kein ruhe jetzt und habe weiter gedacht
EDIT: ich hatte gerade ein gedanke und hab das immer wieder nach und nach durch gedacht. ich musste es zwar selber sehen um zu glauben aber.
du sagtest der laufbahn geschwindigkeit wird sich an der vorschub geschwindigkeit anpassen wenn ichs so verstanden habe. so jetzt denke ich einfach laut. vielleicht lege ich falsch aber da liegt einfach dran das es so ein szenerio nicht zu sehen gibt und mann kennt es nur anders, anyway.
wenn da so ist dann wird zwar das flugzeug nach vorne gezogen aber ausgeglichen durch die laufbah gegen geschwindigkeit also in the opposite direction.
wie bekannt muss sich ein unterdruck oberhalb von der wing bilden und ein höhere druck unten damit es nach die aerodynamik gesetz (ich werde nicht quoten von wen es ist :P ) sich in die luft hebe kann.
arodynamik winde entstehen nur wenn wir und schnell durck die lüfte bewegen was hier aber nicht passieren wird weil der vorschub durch das laufbahn ständig neutralisiert wird, also kann ein tragfläche nie zum einsatz kommen.
demnach wurde ich mich dann korrigieren und sagen, es wurde stehn bleiben egl wie schnell die turbinen sich drehen.
ABER sobald die turbinen sich schneller hoch drehen als der startbahn sich nach hinten rollt, dann hat der flugzeug eine chance abzuheben.
wenn das stimmt, habs noch nie ausprobieren können :D waren wir alle absolut falsch gelegen,


aber it makes sense. aerodynamiks never had a chance in this case, right?????
in other words, es ist genau so wie beim auto, einer schiebt einer zieht es kommt zum still stand weil die tragflächen können nur vorbei fliegende wind nutzen um sich zu heben, die aber nie vorbei fliegen wird.
ich korrigiere mich nach diese tiefere gedanke die aber makes sense und sage es bleibt stehen immer am anfang der startlaufbahen und auch wenn er vollen schub hat da sich der bahn ebenfalls immer gleich schnell nach hinten schiebt hat es kein chance zu heben. es sei dann es kriegt ein paar kilometer mehr schub als der bahn, dann sobald momentum da ist wird es immer schneller bis die aerodynamik eine rolle spielt. whew... :ninja: i never tried it though ^^



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Sumpfig

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Samstag, 20. September 2014, 20:34

ich hab jetzt nicht alles gelesen...

aber das Flugzeug kann nicht abheben.
Der Auftrieb hat ja nur was mit der Luftströmung über und unter der Tragfläche zu tun.
Die Luft oberhalb der Tragfläche ist schneller als die auf der Unterseite, dadurch entstehen unterschiedliche Druckverhältnisse und die sorgen für den Auftrieb. Überdruck unten und Unterdruck oben.
Es kommt also einzig auf die Luftgeschwindigkeit in Relation zum Flugzeug an.
Flugzeug muss sich bewegen oder die Luft (z.B. Windkanal)

Alan-Lee hat recht!

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Samstag, 20. September 2014, 21:28

Das Flugzeug wird abheben da es nicht über die Räder sondern über Propeller oder Strahltriebwerk per Rückstoß angetrieben wird, somit wird der sich bewegenden Untergrund uninteressant.
Das Ganze ist übrigens eine "MythBusters Frage" und wurde dort auch nachgestellt! Wer neugierig auf das Ergebniss ist klickt einfach HIER.

OK ich gebe es zu, ich habe diese Folge schon im Fernsehen gesehen. :phat:
Gruß Loki

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Samstag, 20. September 2014, 21:29

Also ich sag das Flugzeug hebt ganz normal ab, aber die Räder drehen doppelt so schnell wie bei einem normalen Start :)
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Samstag, 20. September 2014, 21:33

ok... die Folge hatte ich auch gesehen.. nur vergessen

Fehlinterpretation. Dachte natürlich auch, dass das Flugzeug sich nicht bewegt. :dash:

Zombie

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Samstag, 20. September 2014, 22:43

Ich hab die Folge auch gesehen
ok ich hab sie auch aufgenommen, wie alle anderen Folgen :D
und schaue sie gerade wieder.

Aber wie Alan Lee von einer richtigen Antwort auf eine falsche Antwort umschwenkt und Leute die richtige Erklärung warum ein Flugzeug fliegen kann benutzen um eine absolut falsche Antwort zu geben, ist echt interessant. Dieses Verhalten passiert in jedem Tread in dem über dieses Thema gesprochen wird, von denen ich mir jetzt schon mehrere in verschiedenen Foren durchgelesen habe.

Warum ich das jetzt auch hier gestellt habe liegt einfach daran, dass
ihr alle einen technischen Hintergrund habt, und ich hatte gehofft, dass
dadurch jeder die richtige Antwort gleich beim ersten Versuch gibt.

Am peinlichsten fand ich es, dass ausgerechnet in einem Forum für Hobbypiloten, also von Leuten die wissen sollten was ein Flugzeug macht und wie es beschleunigt, mehr als die Hälfte davon ausgingen dass es am Boden bleibt.
Unter anderem war ein Pilot der in seinem Profil stehen hat dass er schon mehrere tausend Flugstunden zusammen hat, so sehr von der falschen Antwort überzeugt, dass er Diskussion über Diskussion gehalten hat.

Und wer hätte es gedacht, in einem Uni- Forum und einem Physik- Forum war das Ergebnis auch nur 50:50.

So, Alan, you guessed right on the first try. Your second and third revision was unfortunately wrong.

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Samstag, 20. September 2014, 22:51

Ich versteh das jetzt nicht. Was ist jetzt genau richtig?
Das Triebwerk schiebt doch gegen die Luft die einen Wiederstand darstellt. Da ist es doch egal was der Boden macht.
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Samstag, 20. September 2014, 23:05

Das Flugzeug hebt ab. Das tut es deshalb, da das Flugzeug sich fortbewegt, indem es die Luft vorn an der Schraube oder in der Turbine antreibt und schneller als die Umgebende Luft nach hinten "rausdrückt". Es stößt sich also von der umgebenden Luft quasi ab. Daher gibt man den Schub bei einem Triebwerk auch in kN an. Also die Kraft die die Luft auf die umgebene Luft ausübt.
Dadurch dass es sich schnell genug nach vorne bewegt entsteht Auftrieb der es anhebt.

Um hier mal wieder Newton zu zitieren, "Ein Objekt bleibt solange im Zustand der Ruhe wie keine Kraft auf es einwirkt".
Der Schub ist eine Kraft, übersteigt dieser die Luftreibung und den Luftwiderstand und den Rollwiderstand und den Lagerwiderstand, bewegt sich das Flugzeug in entgegengesetzter Richtung zur Kraftwirkung.

Natürlich ist es korrekt, dass man dieses auch erreichen könnte wenn man die Räder antreibt, aber sobald das Flugzeug den Boden unter den Rädern verliert würde es sofort langsamer werden und zum Boden zurückfallen.

Was der Boden unterhalb der Räder macht ist also vollkommen egal.
Unter der Annahme dass es Rollwiderstand an den Rädern gibt und die Lager nicht komplett Widerstandsfrei sind, kann man sagen, dass das Flugzeug länger braucht und mehr Leistung aufwenden muss um Startgeschwindigkeit zu erreichen, aber es wird auf jeden Fall abheben.

Woher die Frage kommt kann ich auch nicht sagen. Es könnte sich ja eventuell um eine Frage aus einem Eignungstest für eine Technische Schule oder Pilotenschule handeln die ein Eigenleben bekommen hat.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Zombie« (20. September 2014, 23:10)


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Samstag, 20. September 2014, 23:10

Zitat von »Zombie«

Ich hatte irgendwo die kleine Hoffnung dass dieses das erste Forum ist in dem es keiner falsch hat, aber das wurde ja schon wiederlegt ;( .


Also, dann haben es doch fast alle richtig gehabt. Du hast dann nur mit deiner aussage das hier auch alle Falsch haben die Leute dazu gebracht ihre meinung zu Ändern und zu verwirren.
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Samstag, 20. September 2014, 23:15

Also, dann haben es doch fast alle richtig gehabt. Du hast dann nur mit deiner aussage das hier auch alle Falsch haben die Leute dazu gebracht ihre meinung zu Ändern und zu verwirren.
Der einzige der Falsch lag war dominic
Tut mir leid, das hatte ich nicht Beabsichtigt. Und ich meinte dass nur einer es zu diesem Zeitpunkt nicht richtig hatte. Aber wenn es einer ist, kann es nicht mehr keiner sein, und genau das hatte ich aber gehofft^^.

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Samstag, 20. September 2014, 23:16

Ok, aber wir sind immer noch besser als die hochgschdudierten die nur 50:50 schafften ;)
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