Physik Frage

aber wenn das so einfach wäre, würden die flieger doch schon aussehen, da es keine bzw nur sehr kurze bahnen zur folge haben würde...

wobei ich auch glauben will, dass der flieger abhebt! nur erklären kann ich das nicht!

Das Problem hier in der Diskussion sind 2 verschiedene Gedankengänge.
(die ich beide nachvollziehen kann)

Der eine, ich sag mal auf Erfahrungswerte beruhende, ist:

Das Flugzeug hat immer viel mehr Vorschubskraft als der Radsatz samt Laufband an Bremskraft erzeugen kann.

Dann hebt das Flugzeug ab.

Der andere Gedankengang geht aber weiter und ist in einem realen Versuchsaufbau nicht zu Ende zu bringen, da technische und physikalische Grenzen gelten. Es wird irgendwann irgend etwas zerstört. Der Versuchsaufbau wird also nicht zu Ende gebracht.

(Das ist für Wissenschaftler immer die beste Erklärung. Wenn sie irgendwas nicht erklären können, zaubern sie ein schwarzes Loch, einen Alien oder wenigstens eine verheerende Explosion aus der Tasche. Vgl. hierzu die katastrophalen Folgen des CERN-Projekts in wenigen Wochen.)

Aber es gibt 2 Begründungen, warum es nicht abheben kann.

Gehen wir davon aus, daß das Flugzeug sehr langsam beschleunigt und der Radsatz so gebremst wird, daß das Flugzeug auf dem Band von aussen absolut betrachtet stehen bleibt, weil das Band mit gleicher Geschwindigkeit entgegen rollt.
(Ist wie zB. ein Wasserflugzeug, das gegen eine Strömung ankämpfen muß.)

Irgendwann erreicht das Laufband eine unendliche Geschwindigkeit und damit auch der Radsatz.

Da Unendlich schnell per Definition nicht übertroffen werden kann muß das Flugzeug aus logischer Sicht stehen bleiben. Denn sonst wäre es Überunendlich schnell. Geht also nicht.

Nun kann man es auch technisch lösen.

Denn geringste Reibung, sagen wir 0,0000001 Mü, multipliziert mit Unendlich liefert als Ergebnis auch Unendlich. Also herrschen unendlich hohe Reibkräfte, die Kiste bleibt, wo sie ist.

--> http://de.wikipedia.org/wiki/Unendlich…chkeit.E2.80.9C

Lieber J&A, so viel geschrieben, und so wenig verstanden.

Das ist wirklich sehr enttäuschend! Für mich als Ingenieur auch, weil ich es offensichtlich immer noch nicht geschafft habe dieses doch recht einfache Problem so zu erklären, das es verstanden werden kann.

Selbstverständlich hebt das Flugzeug ab! Und die Räder drehen in diesem Moment mit der doppelten Abhebegeschwindigkeit (1x durch die Flugzeugbewegung plus 1x des Laufbandes in die Gegenrichtung)

Und jetzt noch mal ganz langsam:

Wenn die Triebwerke mit 50.000 PS Schub geben, stösst sich das Flugzeug _von der umgebenden Luft_ nach vorne ab.

Beispiel: du stehst mit einer Bowlingkugel auf einem Rollbrett und wirfst die Bowlingkugel nach hinten. Wegen Actio = Reactio wirst du dich mit dem Rollbrett nach vorne bewegen, bis die Energie, die du durch das wegwerfen der Kugel erzeugt hast von der rollreibung der Räder verzehrt worden ist. Gleiches gilt, wenn du mit deinem Rollbrett auf dem Laufband stehen würdest!! Warum auch nicht? Energie geht nicht verloren und wenn die Rollreibung der Räder (wie in der Praxis) relativ klein ist, wirst du dich mit dem Rollbrett fast genau so weit bewegen, nur die Räder des Rollbrettes drehen auf dem Laufband doppelt so schnell. Mehr nicht!!

Zurück zum Flugzeug: mit den Triebwerken ist es so, das quasi ständig Bowlingkugeln in Form von beschleunigter Luft nach hinten raus geworfen werden, und so dem Flugzeug Energie in Form von Bewegung zugeführt wird. Es wirkt also eine grosse permanante Kraft, die das Flugzeug nach vorne drückt. Dem entgegen steht nur die Rollreibung der Räder (die im Vergleich zur den 50.000 PS der Triebwerke vernachlässigt werden kann) und die Massenträgheit des Flugzeuges.
Anders gesagt: die Geschwindigkeit nimmt proportional der Kraft zu, mit der sich die Triebwerke von der umgebenden Luft abstossen.

Die erzeugte Energie der Triebwerke folgt der Formel E= 1/2 *mv^2

Auch hier anders gesagt: wenn wir die Reibung vernachlässigen (das ist hier zulässig!) nimmt die Geschwindigkeit des Flugzeuges mit dem Verhältnis der Wurzel der Triebwerksenergie zu.

Jetzt zum Abheben an sich: natürlich müssen die Tragflächen das Flugzeug tragen, und da es immer schneller wird, wird wie auf einer normalen Startbahn die Abhebegeschwindigkeit erreicht und das Flugzeug fliegt.

Einziger Unterschied auf dem Laufband: rollt das Flugzeug mit 50km/h (relativ zum festen Boden oder der Umgebungsluft), drehen sich die Räder schon mit 100km/h. Hebt das Flugzeug bei 200km/h ab, drehen sich in diesem Moment die Räder mit 400km/h....

So .... besser kann ich nicht...

Ich glaube dein Gedankenfehler liegt darin, das du denkst versuchen zu müssen, das Flugzeug an Ort und Stelle halten zu müssen.
Tatsächlich hab ich die Aufgabenstellung verstanden als "Bewegt sich das Flugzeug mit Geschwindigkeit x in die eine Richtung, bewegt sich das Laufband mit der gleichen Geschwindigkeit in die andere" und nicht "Wenn sich das Flugzeug bewegen will, drehen wir so schnell am Laufband, das 50.000 PS Triebwerksleistung in der Rollreibung der Räder vernichtet werden".

OIOIOI Nochmals zum Verständniss In einer Atmospäre ohne Erdanziehung hättet ihr Recht aber Turbinen unter der Tragfläche verursachen keine Auftriebskraft . Genausowenig wie propeller ( ok die schon eher aber die sind auch vor der Tragfläche montiert.)
Der Schub den die Triebwerke produzieren wird von der gegenläufigen Fließbandbewegung egalisiert . Wäre dem nicht so könnten Flugzeuge also von nem Rollenprüfstand aus Starten Was bedeuten würde man könnte nen Airbus von ner Ölplattform starten lassen.
Der Schlüssel liegt in der Bewegung der Luftmassen die Unter den Tragflächen hindurchgeführt für den Auftrieb sorgen und der Triebwerke die dieses gewicht mitsamt den Tragflächen in eine richtung bewegen und somit durch die bewegung dafür sorgen, daß Luftmassen unter den Tragflächen den Nötigen Auftrieb bringen.

Kurzum kann man auch sagen nur weil du 40 Kilometer in einer Stunde auf dem Laufband läufst bist du am ende der Stunde auch keinen schritt weiter..... und immernoch im selben Raum.

Wenn ich mit einem Boot gegen die Strömung ach lasen wir dsw lieber

Warum kann ich in einem Geschlossenen Waggon eines ICE bei Tempo 300 hochspringen und lande an der selben stelle und wenn ich das bei Tempo 20 auf enm Sattelzug mache Lande ich im Hinterher fahrenden Auto ?

dougie: Definitiv verständlich erklärt. Für mich zumindest

Nein, Andi!

Gehen wir der Einfachheit halber von einer konstanten Geschwindigkeit des Flugzeuges aus,
statt einer dynamischen (Beschleunigung).

Die Aufgabe sagt, dass das Laufband sich mit der Geschwindigkeit des FLUGzeuges bewegt.

Bedeutet:
Das FLugzeug ansich ist entkoppelt vom Laufband.
Also denken wir uns jetzt die Räder einfach mal kurz weg.

Das Flugzeug hat eine Geschwindigkeit X' - relativ zur Luft.
(Qua Abstoßen/Beschleunigen von Luft durch die Triebwerke (Prinzip bekannt, 3. Klasse Phüsigg :p)).
Das Laufband simuliert simultan diese Geschwindigkeit X', nur in die andere Richtung.

Es kommt also zu keinem Feedback, welches die, irgendeine, Geschwindigkeit exponentiell steigern würde bzw. könnte.

Denn: Das Flugzeug kann sich qua Treibwerk relativ zur Luft bewegen und wird dies auch tun (die Zunahme ist aber natürlich, nicht exponentiel!). Das Laufband bewegt sich relativ zur Geschwindigkeit des sich relativ zur Luft bewegenden Flugzeuges. Daraus ergiebt sich:

X'(Flugzeug) + X'(Band) = 2*X' = X''(Radgeschwindigkeit).

X'' ist und kann nur das Ergebnis, letztenendes, aus der Geschwindigkeit des Flugzeuges sein - und die ist sehr begrenzt. X'' gilt für die Räder,
wenn wir uns die jetzt wieder reindenken.

Bei dynamischem Geschwindigkeitsaufbau gilt das gleiche, es ist nur schwerer nachzuvollziehen...

Das Flugzeug hebt NICHT ab.

Die Gasgeschwindigkeit vor den Tragflächen ist null, so lange sich Laufband und Flugzeug mit der gleichen Geschwindigkeit nach vorne bewegen.

Auf einem Laufband, auf dem man logischer Weise läuft spürt man auch keinen Windzug.

Mit der zusätzlichen Turbine hebt es ab.

Zitat von FG YB 52

wozu vorne noch was ranbasteln, wenn es auch so geht?? Das ist genau so als wenn Du zur "Opimierung des Rollwiderstands" noch ein 5. Rad an Deinen Mini schraubst

Außerdem brutzelt der Abgasstrom die Farbe vom Flieger

Also: geht nicht, funzt nicht :p

Nur der Vollständigkeit halber:
Das Prinzip wurde allerdings so gebaut!
Allerdings nicht für ein Flugzeug im kollektiven Verständniss.

Zitat von Chris_40th

Das Flugzeug hebt NICHT ab.

Die Gasgeschwindigkeit vor den Tragflächen ist null, so lange sich Laufband und Flugzeug mit der gleichen Geschwindigkeit nach vorne bewegen.

Auf einem Laufband, auf dem man logischer Weise läuft spürt man auch keinen Windzug.

Ja Chris, das wäre richtig, wenn das Flugzeug versuchen würde seine Geschwindigkeit über den Antrieb der Räder aufzunehmen. Das ist aber nicht der Fall! Das Flugzeug stösst sich von der Luft ab!

Stell dir doch mal vor du stehst mit dem Rollbrett auf dem Laufband vor einer Wand und drückst dich dann mit deinen Händen und Armen von der Wand ab.... was meinst du was passiert?

Wie soll denn aber das Gas die Tragflächen anströmen, wenn es auf einer Stelle steht ?

Wer kauft mir jetzt 'ne neue Tischkante!? :o:D:D

Zitat von Chris_40th

Wie soll denn aber das Gas die Tragflächen anströmen, wenn es auf einer Stelle steht ?

Ganz einfach: In dem es gar nicht auf der Stelle stehen bleibt?

Zitat von dougie

Stell dir doch mal vor du stehst mit dem Rollbrett auf dem Laufband vor einer Wand und drückst dich dann mit deinen Händen und Armen von der Wand ab.... was meinst du was passiert?

Beantworte die Frage, und du kannst es selber erklären!

[quote='dougie','RE: Physik Frage']Ganz einfach: In dem es gar nicht auf der Stelle stehen bleibt?

Dann müsste sich das Flugzeug deutlich schneller bewegen, als das Laufband.

Wozu gibt es in Windkanälen riesige Turbinen, die die Fahrzeuge anströmen, obwohl die Fahrzeuge auf einem Laufband stehen?

Das Flugzeug bewegt sich exact so, als wenn das Laufband gar nicht da wäre, weil das Laufband hier gar keine Rolle spielt.

Nochmal: Fahrzeuge werden über die Räder und eben nicht über Luftturbinen angetrieben!

Auto -> Motor -> Räder -> Antriebsenergie -> Auto treibt sich über Haftreibung Räder/Strasse an
Flugzeug -> Turbine -> Luft -> Antriebsenergie -> Flugzeug treibt sich über den Rückstoss der von der Turbine bewegten Luft an

Jetzt langsam wird's albern...