Gaaanz wichtige Frage..., .die auch ins Flugzeugforum passen würd Einstellungen

[Gepard B2L]

In einem anderen von mir besuchten Forum ist das hier Thema des Tages:


Aufgabe:


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?




Wie sehen das denn die anwesenden Experten...?

[RPG7]

Ich würde mal sagen: Nein, da sich nur die Räder drehen und das Flugzeug sich nicht vom Fleck bewegt.

[nobody]

Hab zwar kein Plan aber es wird net abheben! Und zwar weil es ja somit "auf der Stelle" bleibt! Ohne Auftrieb(Geschw.) geht da nix.

[DocBrown]

Ich bin kein Experte aber ich denke, das sich die Beschleunigungen gegenseitig aufheben.

Das heißt, das sich das Flugzeug überhaupt nicht bewegt. Es müsste um vom Fleck zu kommen wenigsten minimal schneller als das Laufband sein.

[Gepard B2L]

Nur mal ein Denkansatz von mir: Ich denke, es hebt ab, und zwar wesentlich früher, als ein Flugzeug auf einer herkömmlichen Startbahn...

[Heart Of Iron]

Ich denke, dass es abheben wird. Ob es Geschwindigkeit aufnimmt, wenn es auf der Stelle steht, oder eben Geschwindigkeit aufnimmt, wenn es das nicht tut, wird dem Flugzeug egal sein

[Osterhase]

Da das Flugzeug sich relativ zu den Luftmassen der Umgebung nicht bewegt, können diese auch nicht über die Tragflächen strömen. Deshalb kann das Flugzeug nicht abheben!

[KSK]

Die Aufgabenstellung beschreibt einen Zustand der überhaupt nicht möglich ist.
Denn damit sich die Räder bewegen,muss das Flugzeug ja rollen. Dazu braucht es seine Turbine (die Räder eines Flugzeuges haben ja keinen Antriebsmotor), bewegt sich also in Bezug zur stillstehenden Umgebungsluft vorwärts. Wenn das Band sich nun mit der Geschwindigkeit der Räder in entgegensetzte Richtung bewegen will ändert dies nichts an der Geschwindigkeit des Flugzeuges, sondern lediglich an der Umdrehungsgeschwindigkeit der Räder. Dadurch ist weiterhin eine Differenz zwischen den Geschwindigkeitsbeträgen von Laufband und Flugzeugrädern, wodurch das Band noch schneller läuft, was wiederrum die Räder schneller drehen lässt. Sprich: Band und Räder haben (außer im Stillstand) nie den gleichen Geschwindigkeitsbetrag.

[sir chrigilot]

da ein Flugzeug nicht über die Räder sondern über den Schub beschleunigt wird, ist es doch eigentlich egal was das Laufband unter dem Flugzeug macht. Oder irre ich mich da. Ich sag es hebt ab.
Mfg chrigi

[Almeran]

Meine (10te Klasse Physik ) Theorie: Das Band übt über die Räder eine Kraft auf das Flugzeug aus, die nach hinten gerichtet ist. Gleichzeitig üben aber die Triebwerke auch eine Kraft auf das Flugzeug auf, nur nach vorne. Eigentlich sollten sich die Kräfte gegenseitig aufheben -> keine Beschleunigung, kein Fluss von Luft über die Tragflächen -> kein Abheben

Aber irgendwie ist das zu einfach, da ist garantiert ein Haken drin. Freu mich auf die Lösung

[Delta]

Was passiert? Irgendjemand wird zur Rechenschaft gezogen werden, weil er das Laufband 3000m lang gemacht hat, wo doch die Flugeuglaenge auch gereicht haette.
Ohne Anstroemung am Fluegel kein Auftrieb und die Fluegel interessiert das kein Stueck, wie schnell die Raeder sich drehen.

[jever]

Es hebt vermutlich nicht ab. Warum?
Die Reifen des Flugzeuges sind nicht dafür geschaffen, die doppelte Startgeschwindigkeit auszuhalten und platzen daher vorher.
Aber wenn die Reifen entsprechend konstruiert sind, hebt das Flugzeug natürlich ab.
Der Vortrieb eines Flugzeuges erfolgt nicht über die Räder, womit die Umdrehungszahl der Räder irrelevant ist. Der Schub wird durch die Triebwerke gegen die Luft erzeugt. Flugzeuge werden durch Luft vorasngetrieben, nicht durch Bodenreibung.
Das Flugzeug würde nur dann stehenbleiben, wenn statt des Rollbandes eine Art Windkanal herrschen würde, der den Rückstoss des Antriebes entgegenblasen würde.

MfG jever

[KSK]

Das Flugzeug würde nur dann stehenbleiben, wenn statt des Rollbandes eine Art Windkanal herrschen würde, der den Rückstoss des Antriebes entgegenblasen würde.

MfG jever

Dann würde es in Bezug zur Umgebung zwar keine Geschwindigkeit aufnehmen, die Luft des Windkanals würde aber um die Flügel strömen und somit könnte das Flugzeug trotzdem abheben

[Gepard B2L]

Ich hör immer von drehenden Rädern....

Tun sie das denn überhaupt?

[jever]

Das Flugzeug würde nur dann stehenbleiben, wenn statt des Rollbandes eine Art Windkanal herrschen würde, der den Rückstoss des Antriebes entgegenblasen würde.

MfG jever

Dann würde es in Bezug zur Umgebung zwar keine Geschwindigkeit aufnehmen, die Luft des Windkanals würde aber um die Flügel strömen und somit könnte das Flugzeug trotzdem abheben

Naja, was man unter abheben verstehen will

MfG jever

[jever]

Ich hör immer von drehenden Rädern....

Tun sie das denn überhaupt?

Jup, und zwar mit doppelter Geschwindigkeit. Einmal in Richtung Start und dann nochmal dazu durch das Laufband.

MfG jever

[KSK]

Ich hör immer von drehenden Rädern....

Tun sie das denn überhaupt?

Wie gesagt, entweder das Flugzeug bewegt sich durch die Turbine vorwärts, die Räder beginnen zu drehen,, sind aber immer schneller als das Band, da das Flugzeug in einer Vorwärtsbewegung in Bezug auf die Umgebung ist.
Also ergeben sich 2 Möglichkeiten:
- Weder Flugzeug noch Räder noch Band setzen sich je in Bewegung, oder:
- Die Aufgabenstellung beschreibt einen nicht möglichen Zustand

[Gepard B2L]

Ich hör immer von drehenden Rädern....

Tun sie das denn überhaupt?

Jup, und zwar mit doppelter Geschwindigkeit. Einmal in Richtung Start und dann nochmal dazu durch das Laufband.

MfG jever

Ach ja...?

[Delta]

Solange das Rad fest am Boden haftet, kommt der Flieger nicht vorwaerts.... einziges technisches Problem bei der Umsetzung ist, dass das Laufband ueber die Zeit unbegrenzt quadratisch schneller werden muesste, da ueber die Turbinen keine feste Drehzahl auf den Boden gebracht wird, sondern einfach eine Kraft wirkt, die an der Radnabe angreift und somit das Rad kontinuierlich beschleunigt,   je nach Reibung halt mehr oder weniger nah an die Lichtgeschwindigkeit ran

[Gepard B2L]

Na, ob ihr da nicht alle einen Denkfehler macht...

[KSK]

Das Flugzeug würde nur dann stehenbleiben, wenn statt des Rollbandes eine Art Windkanal herrschen würde, der den Rückstoss des Antriebes entgegenblasen würde.

MfG jever

Dann würde es in Bezug zur Umgebung zwar keine Geschwindigkeit aufnehmen, die Luft des Windkanals würde aber um die Flügel strömen und somit könnte das Flugzeug trotzdem abheben

Naja, was man unter abheben verstehen will

MfG jever

Ich verstehe darunter eine Bewegung nach oben, der abhebende Körper löst sich vom festen Grund. Eine Vorwärtsbewegung kann eine Begleiterscheinung sein, ist aber zum \"Abheben\" nicht zwingend erforderlich

Jup, und zwar mit doppelter Geschwindigkeit. Einmal in Richtung Start und dann nochmal dazu durch das Laufband.

MfG jever

Aber wie können sich die Räder in Bewegung setzen, ohne dass sie einen eigenen Antrieb haben und ohne dass sich das Flugzeug in Bewegung setzt?
Geht nicht

[KGB]

Ich hör immer von drehenden Rädern....

Tun sie das denn überhaupt?

Gesetzt den Fall du meinst das Laufband bewegt sich in "Fahrtrichtung":
Streichen wir den Rollwiderstand aus der Beschleunigungskraft der Triebwerke und es bleibt mehr für die Überwindung des Luftwiderstandes, demnach würde es maginär eher starten, da der Rollwiderstand nun auch nicht sooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo gross ist.

Andersrum wird sie eben später starten, es sei denn die Räder platzen, aber da die oftmals von Michelin sind, naja


Achja, Gegenfrage:
WAS passiert wenn es unter gesetzten Umständen landen will?



@die "nicht Abheben"-Fraktion, geile Ideen  

MfG der KGB

[General Gauder]

Ich sage es hebt ab, da es egal ist wie schnell die Räder sind.
Auf der anderen Seite bewegt sich das Flugzeug ja mit seiner eigentlichen "Startgeschwindichkeit" auf der Stelle wodurch es keine auftrieb gibt.
Ich bin total verwiert

General Gauder

[Gepard B2L]

Ich hör immer von drehenden Rädern....

Tun sie das denn überhaupt?

Also streichen wir den Rollwiderstand aus der Beschleunigungskraft der Triebwerke und es bleibt mehr für die Überwindung des Luftwiderstandes, demnach würde es maginär eher starten, da der Rollwiderstand nun auch nicht sooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo gross ist.


Achja, Gegenfrage:
WAS passiert wenn es unter gesetzten Umständen landen will?



@die \"nicht Abheben\"-Fraktion, geile Ideen  

MfG der KGB

Die Frage mit dem Landen ist sehr gut, aber die sollten wir in einem Extra Thread behandeln, könnte eine längere Sache werden....

[Hardliner]

Schliesse mich der Nichtabhebefraktion an:
Da sich das Flugzeug nicht von der Stelle bewegt, erfährt es keinen Auftrieb und kann somit auch nicht abheben.

Wie stellt sich denn die Abhebefraktion den Start vor? Dann müsste das Flugzeug ja senkrecht starten und sobald die Räder den Boden verlassen würde das Flugzeug plötzlich nach vorne fliegen?

[jever]

Was habt Ihr eigentlich mit dem blöden Rad? Wo ist das denn, wenn der Flieger in der Luft ist?
Das Flugzeug beschleunigt relativ zum Boden, nicht relativ zur Startbahn. Die Startbahn ist vollkommen irrelevant, da das Flugzeug keinen Radantrieb hat. Ein Flugzeug ist kein Auto, sondern beschleunigt unabhängig von der Bodenreibung. Das Laufband kann sich auch 100fach entgegendrehen, es ist irrelevant. Das Flugzeug wird durch die Luft beschleunigt, nicht durch die Räder.
Es beschleunigt relativ zur Umgebungsluft! Und die ist in der Aufgabenstellung immer gleich!

MfG jever

[Gepard B2L]

Gehen wir doch mal weg vom Flugzeug und nehmen einen Vergleich, denn jeder nachmachen kann:


Statt des Flugzeugs der geneigte Leser,
statt der Räder Inlineskater oder Rollschuhe an den Füßen des Lesers.
Das Fließband mag meinetwegen das selbe sein.

Um die das Flugzeug umgebende Luft zu simulieren (die ja nichts mit dem Fließband zu tun hat) sei jetzt mal ein virtuelles statisches Geländer vorgestellt, an dem der Leser sich festhält.

Dann sind die Hände am Geländer die Düsen des Flugzeugs.

Was passiert jetzt, wenn sich der Leser  am Geländer nach vorne zieht?

[jever]

Gehen wir doch mal weg vom Flugzeug und nehmen einen Vergleich, denn jeder nachmachen kann:


Statt des Flugzeugs der geneigte Leser,
statt der Räder Inlineskater oder Rollschuhe an den Füßen des Lesers.
Das Fließband mag meinetwegen das selbe sein.

Um die das Flugzeug umgebende Luft zu simulieren (die ja nichts mit dem Fließband zu tun hat) sei jetzt mal ein virtuelles statisches Geländer vorgestellt, an dem der Leser sich festhält.

Dann sind die Hände am Geländer die Düsen des Flugzeugs.

Was passiert jetzt, wenn sich der Leser  am Geländer nach vorne zieht?

Na endlich...
Der Vergleich hätte mir eher einfallen müssen...

MfG jever

[Delta]

Aber wie können sich die Räder in Bewegung setzen, ohne dass sie einen eigenen Antrieb haben und ohne dass sich das Flugzeug in Bewegung setzt?
Geht nicht

Genau, das ist der Knackpunkt bei der ganzen Sache. Man kann diesen Aufbau nicht stationaer beschreiben, weil idealerweise das Rad voll haftet und keine Lagerreibung hat. Um irgendwas hier sinnvoll zu beschreiben, muss der Schub das Flugzeug um ein unendlich kleines Stueck nach vorn bewegen, worauf das Laufbahn in unendlich kleiner Zeit antwortet. Das Ergebnis ist ein sogenannter quasistationaerer Zustand, der sich ueber Differentialgleichungen beschreiben laesst und das Flugzeug trotzdem kein Stueck vorwaerts bringt. In der technischen Mechanik gebraucht man fuer solche kinematischen Systeme, bei denen was passiert, obwohl sich effektiv nix bewegt zur Beschreibung das Prinzip der virtuellen Verrueckung (iirc, kann auch sein dass es der Satz von d'Alambert war, ist schon ne Weile her).

[Ivy Mike]

Hmmm also wenn nur das Laufband gegen das Flugzeug wirkt, müsste es den Schub der Triebwerke allein über die Reibung an den Räder auffangen. Ob das gut geht? Es wird also eher beschleunigen und abheben. Oder der ganze Kram geht in Flammen auf.