Flugzeug startet von riesigem Laufband - oder nicht

Ganz ehrlich - ich verstehe auch nicht, was hier physikalisch unmöglich sein soll, in Richtung Quantenphysik abdriften soll, usw.

Kommt in diesem Szenario die Antriebsenergie von den Rädern würde das Flugzeug stehen bleiben.
Da der Schub eines Flugzeuges aber bekanntlicherweise eher weniger von den Rädern kommt (was auch wieder logisch ist - ein Flugzeug mit Radantrieb hätte ein paar Meter nach dem Abheben einen Gleitwinkel wie ein Ziegelstein...) hebt es ab.
Da kann ein etwaiges Laufband oder ein etwaiger Untergrund unter dem Flugzeug machen was es oder er will - wurscht wie noch grad was!

Charlie

Also, da ich nicht schlafen kann poste ich jetzt mal die meiner Meinung nach richtige Lösung:

Da muss ich etwas ausholen, die Vorlesung die ich dazu ranziehe heisst "Grundlagen der Modellierung und Simulation".
Bei der Simulation geht es darum, das Verhalten eines realen Systems zu simulieren also in diesem Falle das Flugzeug und das Laufband.
Das ist aber unmöglich, denn dazu müsste man wirklich alles was auf dieses System einwirkt mit einbeziehen, z.B. auch die Anziehungskraft des Mondes. Aber auch Temperatur, Wind usw. einfach alles, was auch nur im geringsten damit zu tun hat.
Da dies nicht geht behilft man sich mit einem Modell, bei dem von der Realität abstrahiert wird, es werden also Einflüsse, die unwichtig sind/scheinen weggelassen. Lässt man um beim Beispiel zu bleiben die Anziehungskraft des Mondes weg ändert sich auch das Simulationsergebnis. Da der Mond aber nur einen sehr sehr geringen Einfluss hat wird sich das Ergebnis nur unwesentlich ändern. Lässt man einen signifikanten Einfluss auf das System weg unterscheidet sich das Ergebnis der Simulation dann aber erheblich von dem Verhalten des realen Systems.
In der Aufgabenstellung ist jetzt kein reales System gegeben sondern nur ein Modell. Hier wurde schon sehr viel abstrahiert.
Implizit wurden Sachen wie Gewicht des Flugzeugs, Reibungskoeffizienten, maximale Bandgeschwindigkeit, Schubkraft, Treibstoffmenge (die sich ja auch ändern kann im Laufe des Experiments und damit das Gewicht beeinflusst) usw. weggelassen.
Explizit ist folgende Abstraktion gegeben:
Das Band bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Räder.
Somit wurde die Verzögerung die beim realen System zu erwarten ist wegabstrahiert.
Also gilt in dem betrachteten Modell VL = VR. Somit ist hier durch
VF = VR - VL immer VF = 0
Also bezogen auf dieses Modell und nur um dieses geht es ja in der Frage bewegt sich das Flugzeug gar nicht.
Das es im realen System ganz anders ausschaut ist ganz klar.
Das Problem ist, dass bei diesem Modell eine Vereinfachung angenommen wurde, durch die sich das Ergebniss extrem von der Realität unterscheidet.
Um diese genauer Simulieren zu können müsste man ein besseres Modell entwickeln, das dann die Verzögerung mit einberechnet aber auch andere Sachen, wie Reibung, Stabilität des Fahrwerks, Leistung des Bandes und was passiert, wenn die Reifen so heiss werden, dass sie am Band festkleben

Also wenn ich mir ein Modell bastle in dem 1=2 ist dann ist auch 5=1 und somit hab ich die Klausur in "Grundlagen der Modellierung und Simulation" bestanden
Ob das in der Realität auch so ist müsste ich erstmal nachschauen

Zitat

Original geschrieben von Martyn
Und wenn euer Laufband funktionieren würde: In den japanischen Städten wo eh kein Platz mehr ist wäre es schon gebaut worden, wenn es funktionieren würde.

Wobei das mit die schärfste These sein dürfte!

Nochmal: Das Fliegzeug wird ob dem Schub, den die Turbinen erzeugen VÖLLIG NORMAL beschleunigen und dann am Ende der Startbahn, ob die nun aus Eis, Beton, Wasser oder eben aus einem fu**ing Laufband besteht abheben.

Charlie

P.S.: Printus, weisste, was ich am faszinierendsden an diesem Thema finde? Du kannst einen solchen Thread in quasi JEDEM Forum im Netz finden, und überall sieht er gleich aus

Es gibt hier eben zwei verschiedene Aufgabenstellungen, einmal die englische, welche eine Trickfrage ist, und die man nach Erlöuterung der Lösung leicht verstehen kann, und einmal die "falsche" Aufgabenstellung am Anfang dieses Threads, welche eine andere Aufgabe beschreibt. Wurde ja schonmal erläutert hier:
http://telefon-treff.de/showth…ostid=1633523#post1633523

Zitat

Das enspricht der modifizierten Aufgabenstellung von HeinzKetchup. Noch deutlicher wird es als es heißt. "Groundspeed, of course being relative to the ground of the airport surrounding the conveyor belt runway. So, the speed of the conveyor belt eastbound will be the same as Manfred's indicated airspeed, westbound."

Das widerspricht der von mir und anderen gemachten Annahme. Liegt aber in diesem Fall auch an deiner Übersetzung. Du hattest in deiner Übersetzung explizit die Räder des Flugzeugs erwähnt, und so die Geschindigkeit dazu in Bezug gesetzt:

Hoffe der Unterschied ist klar.

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Sagen wir mal die Kraftübertragung durch Reibung in den Rädern läge bei 2% (frei erfundene Zahl). Wenn in der englischen Aufgabenstellung das Flugzeug sich mit 100km/h vorwärts bewegt, und sich das Band mit 100km/h rückwärts dreht, dann wird nur eine minimale Kraft gegen das Fluzeug aufgebracht, salopp gesagt 2km/h. Das hier kein Start verhindert wird, ist natürlich glasklar.

In der anderen (deutschen) Aufgabenstellung aus dem Anfang des Threads wird die Annahme gemacht, dass sich das Band so schnell dreht, dass jede Drehung des Rades ausgeglichen wird, - so etwas läßt sich in der Realität nicht bauen, sprich die Turbinen würden durch ihre Antriebskraft dafür sorgen, dass die Annahme in Null Komma Nix verletzt wäre, aber solange wie die Annahme gültig wäre, würde sich das Flugzeug nicht bewegen und das Flugzeug nicht abheben.

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Aber hier mal eine andere Aufgabe: Ein Flugzeug steht auf einem Laufband auf der Erde (es geht einmal um die Erdkugel), und wir lassen Materialschwächen, Hitzeentwicklung, Aerodynamische Effekte etc. mal alles vereinfachend ausser acht: Wir können das Band rückwärts laufen lassen mit beliebig hoher Geschwindigkeit [unbegrenzt], und es hat auch eine beliebige Beschleunigung [unbegrenzt] (und wir tun so, als wäre die Newtonsche Physik auch unbegrenzt gültig) - gibt es ein Limit auf welche Geschwindigkeit das Flugzeug sich bringen läßt? Gibt es ein Limit welche Beschleunigung des Flugzeuges sich erreichen läßt? Uns interessiert hier nur die Kraftübertragung welche durch die (frei rollenden) Räder erreicht werden kann.

Ich hätte nicht gedacht das soviele Leute sich melden. Allerdings habe ich gestern einen Physik Professor gefragt hab ihn extra aufgesucht. Nun er meinte es wäre ein interessantes Gedankenspiel allerdings ist klar das das Flugzeug nicht abheben kann den der Vorwärtsschub (und es ist völlig egal auch wenn es von den Turbinen angetrieben wird) rollt praktisch durch die Räder ab und sorgt lediglich dafür das die Räder sich schneller drehen. Mehr nicht. Es kann nicht abheben da kein Luftstrom entsteht. Und wer es mir nicht glaubt kann die Frage irgendeinem Lehrer oder Professor oder Physiker stellen. Das Ergebniss wird identisch mit dem sein was ich gesagt habe.

Den würde es tatsächlich abgeben dann gäbe es doch längst schon solche Startflächen. Aber ein Flugzeug kann nicht abheben ohne das es sich relativ zur Luft bewegt völlig unmöglich und es kann sich ja nicht bewegen da es ja allen Schub braucht um nicht rückwärts vom Band runterzufliegen. Und egal wie schnell es beschleunigt das Band beschleunigt jedesmal mit. Und es ist völlig unabhängig ob der Schub durch Turbinen bzw Düsen Segeln oder einem Motor der die Räder antreibt kommt. Das ist EGAL

Mit weiteren Diskussionen kommt ihr nicht weiter ihr müsst Leute fragen die wirklich Ahnung haben wovon sie reden (Lehrer etc) eigentlich langen da bereits 10 Punkte im Lk physik. Aber selbst Leute die ein wenig Ahnung haben vertun sich da leicht.

Hat der das auch begründet? Wieso bewegt sich das Flugzeug nicht vorwärts?
Und welche der beiden versionen der Frage hast Du dem gestellt?

Ich glaube, der häufige Denkfehler ist, dass gemeint wird, dass das Flugzeug auf irgendeinem sehr kurzen Laufband festgenagelt steht, und es wie ein Harrier quasi senkrechtstartet. Das geht natürlich nicht. Das Laufband ist sehr lang und das Flugzeug rollt ganz normal los, wird schneller und bei genug Auftrieb hebt es dann bei 170 Knoten ab. Wie immer und überall. Dabei dreht sich hilflos das Laufband unter den Rädern weg und heizt die Lager auf.

Erklär das so deinem Physiklehrer, und er wird es bestätigen.

*hochhol*

Unser aller Lieblingsthread wird durch neue Infos belebt: Mythbusters probierts aus.

http://www.mercurynews.com/food/ci_7320206

Zitat

The episode, which airs in December, finds Savage and Hyneman tackling a question baffling everyone from bloggers to pilots: If a plane is traveling at takeoff speed on a conveyor belt, and that conveyor belt is matching the speed in reverse, can the plane take off?

We put the plane on a quarter-mile conveyor belt and tested it out,'' says Savage about the experiment using a pilot and his Ultralight plane. ``I won't tell you what the outcome was, but the pilot and his entire flight club got it wrong.''

Bin mal gespannt ob sie auf die verschiedenen Interpretationsmöglichkeiten der Frage eingehen. So oder so, und ganz unabhängig vom Ergebnis des Tests, können wir aber denke ich sicher sein, dass die Frage mit dem Experiment nicht zu den Akten gelegt werden wird...

Ich rieche schon das Ergebnis: Das Ultraleichtflugzeug hat Schwierigkeiten, wegzukommen. Aber das war eben auch nicht die Voraussetzung gewesen.
Wenn natürlich das Gewicht und der Schub des Testflugzeuges sehr klein wird, begibt man sich in den Bereich, wo die Rad- und Lagerreibung wieder interessant wird. Dazu kommen noch die verhältsnismäßig kleinen Räder des Ultraleichtflugzeuges, die die Lager noch schneller drehen lassen und die Rollreibung verstärken.