Flugzeug Vögel sitzen/fliegen Gewichtsveränderung

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#41

Hallo,

beim Start dürfte der Luftstrom auf den Boden des Laderaums
eine größere Kraft ausüben als vorher das Gewicht der Vögel.
Insofern dürfte das gemessene Gewicht des Gesamtsystems
kurzzeitig sogar zunehmen.

Das Gewicht kann doch wohl nicht zunehmen.
Die Vögel starten ja nicht durch den „Rückstoß“ der Luft gegen den Boden , sondern durch eine Auftriebskraft.

Wenn sie starten, beschleunigen sie. Dann ergibt sich eine entgegengerichtete Massen/Trägheitskraft.
F - m*a = 0 F = Auftriebskraft. m = Vogelmasse

Gruß:
Manni

#42

Hallo auch…

Wie sehr man doch mit einer (vermeintlich) simplen Frage ein ganzes Forum beschäftigen kann…

Nehmen wir mal an, wir sitzen in einem Airbus A380. Der wiegt etwa 300 Tonnen.
Da sind etwa 1.000 m3 Luft drin, das sind etwa 1,3 Tonnen.
Dazu packen wir dann noch 10.000 Sperlinge (damit wir eventuelle Auswirkungen sehen, je 30 Gramm - macht zusammen 0,3 Tonnen) einen Piloten (0,1 Tonnen)und ein paar Ohrenstöpsel (für den Piloten, wegen des Lärms der Sperlinge, Gewicht vernachlässigbar).

Gewicht vor dem Vogelstart

300,0t - Flugzeug
 1,3t - Luft
 0,3t - Vogelgetier
 0,1t - Pilot
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
301,7t - Gesamtgewicht

Nun verteilen wir die Sperlinge gleichmäßig über den Boden, richten sie alle mit dem Schnabel in Richtung Cockpit aus und lassen sie gleichzeitig starten.

Gewicht während des Vogelstarts

300,0t - Flugzeug
 1,3t - Luft
 0,3t - Vogelgetier
 0,1t - Pilot
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
301,7t - Gesamtgewicht

Nun zu dem was passiert:
Alle Vögel werden mit den Flügeln nach unten schlagen, um abzuheben. Dadurch entsteht ein Luftstrom nach unten, demzufolge Druck nach unten, das Flugzeug bekommt einen Impuls nach unten - aber… dadurch entsteht ein Unterdruck über den Flügeln, Luft strömt zum Zwecke des Druckausgleichs nach oben, demzufolge Impuls nach oben, der Impuls wird abgeschwächt. Außerdem haben die Körper der Vögel einen Impuls nach oben, der dazu führt, dass die Luft direkt über den Körpern verdichtet wird, der Unterdruck an den oberseiten wird der Flügel wird noch größer (Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite steigt, die Luft wird schneller wströmen, um den Druck auszugleichen).
Dann kommt hinzu, dass die Vögel ja nicht nur nach oben fliegen, sondern auch noch nach vorne (es sei denn, es sind Kolibris - aber das müsste dann im Biologie-Brett weiter erörtert werden) - also wird die Luft auch nach hinten gedrückt, wodurch das Flugzeug abgebremst werden müsste (Impuls nach hinten - abzüglich des Impulses, den die nach vorne schnellenden Vogelkörper verursachen und Luftwirbel)…
Ich glaub, das einzige, was passieren wird ist, dass hinterher ziemlich viele Flecken an der Cockpit-Tür und ziemlich viele Federn im Kabinenraum verteilt sind, weil die Mistviecher nicht rechtzeitig gebremst haben (Und damit wären wir dann bei der Frage der Fleckentfernung, also im Haushalts-Brett…)

Gewicht nach dem Vogelstart

300,0t - Flugzeug
 1,3t - Luft
 0,3t - Vogelgetier
 0,1t - Pilot
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
301,7t - Gesamtgewicht

Ich sags jetzt mit den Worten meines Physik-Lehrers:
Wenn wir mal annehmen würden, eine Kuh wäre sphärisch symmetrisch, dann wäre die Welt viel einfacher…

Gruß
KB

#43

Hallo,

Bitte stimme mir nie, nie, nie wieder zu. Durch Deine absurde
Antwort machst Du meinen Kommentar ja lächerlich.

Ein wenig ist das ja auch berechtigt:wink:

Gruß:
Manni

#44

Ich sprach vom Start der Vögel, wie sich aus dem Zusammenhang
problemlos erkennen läßt.

oja…problemlos:wink:

#45

Hallo,

solange der ballon den boden berührt, ist die kraft auf den
boden auf die berührungsfläche konzentriert. steigt der
ballon, verteilt sich die kraft über die luft auf den gesamten
boden.

Heimatland!!
Kraft „verteilt“ sich über die Luft auf den gesamten Boden??

Die Auftriebskraft wirkt immer nur auf den Ballon und läßt ihn aufsteigen.

Gruß:
Manni

#46

Hallo,

Das kann ich bestätigen , bin ja selber Techniker, aber das
Brett heißt halt nicht „Technik“, sondern „Naturwissenschaften
allgemein“.

Das schließt die Darstellung einer Lösung auf dem Papier in diesem Brett doch nicht aus!

angesiedelt gewesen wäre, denn um nichts anderes geht es hier
als um Newtonsche Mechanik.

Aber leider stellst Du sie skizzenmäßig mit Kräften als Beweis trotz meiner zweifachen Bitte nicht dar!

Frage: Weshalb nicht?

Gruß:
Manni

#47

Hallo,

Das Gewicht kann doch wohl nicht zunehmen.
Die Vögel starten ja nicht durch den „Rückstoß“ der Luft gegen
den Boden , sondern durch eine Auftriebskraft.

je kleiner die Vögel, desto richtiger wird das. Das erste Flattern ist aber selbst beim kleinsten Vogel zunächst nur ein Luftstrom nach unten ohne nennenswerten Auftrieb. Der Effekt ist am Anfang daher der gleiche, wie auf der Waage auf den Zehenspitzen wippen.

Gruß
Christian

#48

der start der vögel war eigentlich nicht gefragt
Hallo auch…

Wie sehr man doch mit einer (vermeintlich) simplen Frage ein
ganzes Forum beschäftigen kann…

vor allem, wenn man die fragestellung verändert:smile:

Nun verteilen wir die Sperlinge gleichmäßig über den Boden,
richten sie alle mit dem Schnabel in Richtung Cockpit aus und
lassen sie gleichzeitig starten.

nimmt man an, sie schlagen alle wie soldaten im marsch gleichzeitig nach unten und nach oben, würde das flugzeug beim start der vögel wohl hüpfen, so als wenn alle menschen darin hüpfen würden.

das liegt jedoch am stoß. die ausgangsfrage zielte auf eine gewichtsveränderung hinaus, weil ja die vögel beim fliegen schweben.

und das ist eigentlich einfach und wurde ja auch schon beantwortet.

wenn man den flügelschlag und die impulserhaltung mit einbezieht, wird man natürlich ein wippen des flugzeugs feststellen, aber der ruhepunkt bzw. der mittelpunkt des wippens ist identlich mit dem punkt, wenn alle vögel auf dem boden stehen oder durchs flugzeug segeln.

#49

Hallo,

solange der ballon den boden berührt, ist die kraft auf den
boden auf die berührungsfläche konzentriert. steigt der
ballon, verteilt sich die kraft über die luft auf den gesamten
boden.

Heimatland!!
Kraft „verteilt“ sich über die Luft auf den gesamten Boden??

die gewichtskraft des ballons verteilt sich als teil des gesamtsystems auf den gesamten boden, nicht die auftriebskraft.

#50

Hallo Manni,

Aber leider stellst Du sie skizzenmäßig mit Kräften als Beweis
trotz meiner zweifachen Bitte nicht dar!

Frage: Weshalb nicht?

Antwort: (Ich wiederhole mich) „Das wird wenig Sinn haben, wenn wir uns nicht mal draüber einig sind, welche Kräfte denn nun auf den Ballon wirken - hier konkret: Reibung -und ob infolge dessen ein quasistationärer Zwischenzustand erreicht wird oder nicht.“

Außderdem, finde ich, sollte die Einbildungskraft eines Diplomingenieurs ausreichen, sich auch ohne Visualisierung eine Skizze mit einer Masse und drei Kräften vorzustellen, zwei davon nach unten gerichtet, G und R, und betragsmäßig zusammen so groß wie die nach oben gerichtete A. Denn ich gehe nach wie vor von einem stationären Zustand aus, in dem keine Trägheitskräfte wirken.

Gruß

smalbop

#51

Hallo,

Der Effekt
ist am Anfang daher der gleiche, wie auf der Waage auf den
Zehenspitzen wippen.

Leider nein.
Wenn du auf der Waage auf den Zehenspitzen wippst, verlagerst Du Deinen Schwerpunkt etwas nach oben. Das führt unweigerlich zu einer Reaktionskraft durch die Beschleunigung. Du erscheinst auf der Waage kurzzeitig schwerer.

Die Vögel springen ja nicht vom Boden ab und erzeugen deshalb kurzzeitig eine entgegengerichtete Massen/Trägheitskraft.
Sie erzeugen durch Flügelschlagen eine nach oben gerichtete Auftriebskraft.

Es ist doch eigenartig:

Viel Geschwurbel, aber keine Skizze mit Kräften als Beweis, selbst von denjenigen nicht, die anderen Mechanikkenntnisse absprechen.

Also eigentlich wie schon häufig…

Gruß.
Manni

#52

Hallo,

die gewichtskraft des ballons verteilt sich als teil des
gesamtsystems auf den gesamten boden, nicht die
auftriebskraft.

Die Gewichtskraft des Ballons verteilt sich nirgendwo, schon gar nicht auf den gesamten Boden.
Die Gewichtskraft des Ballons tritt eigentlich nicht in direkte Erscheinung, wenn man nur die Netto- Auftriebskraft des Ballons betrachtet.

Es zählt nur die Netto- Auftriebskraft (also abzüglich des Ballon- und Schnurgewichtes).
Diese Netto- Auftriebskraft wirkt auf den Flugzeugboden nur im Befestigungspunkt des Ballons (ich fasse alle Ballone gedanklich als einen Ballon zusammen).

Gruß:
Manni

#53

Hallo,

Die Vögel springen ja nicht vom Boden ab und erzeugen deshalb
kurzzeitig eine entgegengerichtete Massen/Trägheitskraft.
Sie erzeugen durch Flügelschlagen eine nach oben gerichtete
Auftriebskraft.

versuchs mit Beobachtungen der Realität.

Ich bin raus.

Gruß
C.

#54

Hallo,

Angenommen in einem Flugzeug sitzt ein Schwarm Vögel auf dem
Boden. Nun wird das Flugzeug gewogen. Danach fliegen nun alle
Vögel gleichzeitig in die Luft und bleiben dort, also in der
Luft im Innenraum des Flugzeuges. Wird das Gewicht des
Flugzeuges leichter oder bleibt es gleich?

Hilfe!

Wo bleiben die Antworten von z.B. Michael und Martin, um dieses ganzen Gewusel mal einer nachvollziehbaren Lösung zuzuführen?

Wo sind die Experten, die endlich einmal etwas beweisen können?

Liefert Skizzen, aus denen sich die Lösung ergibt, nicht fortwährendes Hick- Hack und absurde Annahmen/ Geschwafel.

Ich kann leider mangels Kenntnis keine Lösung liefern (spiele mich aber auch nicht so auf), jedoch treten hier doch so viele vermeintlichen „Experten“ mit div. Antworten auf, die sich teilweise widersprechen.

Grüße.

roysy

#55

Hallo,

die gewichtskraft des ballons verteilt sich als teil des
gesamtsystems auf den gesamten boden, nicht die
auftriebskraft.

Die Gewichtskraft des Ballons verteilt sich nirgendwo, schon
gar nicht auf den gesamten Boden.

natürlich. der balon ist auf endlich vielen punkten(molekülen) gelagert. seine gewichtskraft verteilt sich somit über seine gesamte oberfläche in einem bestimmten profil.

#56

manni, manni, manni…gabs da nicht mal n abba-song?

Der Effekt
ist am Anfang daher der gleiche, wie auf der Waage auf den
Zehenspitzen wippen.

Leider nein.
Wenn du auf der Waage auf den Zehenspitzen wippst, verlagerst
Du Deinen Schwerpunkt etwas nach oben. Das führt unweigerlich
zu einer Reaktionskraft durch die Beschleunigung. Du
erscheinst auf der Waage kurzzeitig schwerer.
Die Vögel springen ja nicht vom Boden ab und erzeugen deshalb
kurzzeitig eine entgegengerichtete Massen/Trägheitskraft.
Sie erzeugen durch Flügelschlagen eine nach oben gerichtete
Auftriebskraft.

vermisst du bei der „nur nach oben gerichteten auftriebskraft“ nicht das dritte newtonsche axiom?

die beschleunigung nach oben(auftrieb) resultiert aus einer teilchenimpulsübertragung nach unten, genauso wie wenn man hüpft. bei einem senkrechtstartenden flugzeug wird das deutlich. ein vogel funktioniert nicht anders…alles nur geklaut.

#57

Hallo,

Außderdem, finde ich, sollte die Einbildungskraft eines
Diplomingenieurs ausreichen, sich auch ohne Visualisierung
eine Skizze mit einer Masse und drei Kräften vorzustellen,
zwei davon nach unten gerichtet, G und R, und betragsmäßig
zusammen so groß wie die nach oben gerichtete A. Denn ich gehe
nach wie vor von einem stationären Zustand aus, in dem keine
Trägheitskräfte wirken.

Netter Versuch, aber eine Ausrede:wink:
Sag mir doch nicht, was ich mir vorstellen kann oder nicht.
Wenn es so einfach ist, wäre es ja auch für Dich einfach:wink:

Der Ballon steigt auf, bis er die Decke des Flugzeuges erreicht. Bis dahin wird er durch den Auftrieb beschleunigt. Du kannst gar nicht von einem stationären Zustand auf dem Weg des Ballons zur Decke ausgehen. Der Ballon bewegt sich beschleunigt.

Also wirken auch bis dahin Trägheitskräfte.

Laß doch die Reibung einfach weg.(oder mache es halt mit Reibung)

Aber mach’s!

Es geht doch um den Beweis einer Annahme, ob das Flugzeug nach dem Durchschneiden der Befestigungsschnur kurzzeitig schwerer wird (theoretisch etwas durchsackt), bis der Ballon an der Decke stößt.

Gruß:
Manni

#58

Hallo,

natürlich. der balon ist auf endlich vielen punkten(molekülen)
gelagert. seine gewichtskraft verteilt sich somit über seine
gesamte oberfläche in einem bestimmten profil.

Bei Berechnungen denkt man sich die Masse eigentlich im Schwerpunkt vereinigt und dort denkt man sich auch Kräfte (z.B. die Gewichtskraft) angreifend…

Falls Du möchtest, maile ich Dir meinen Lösungsvorschlag zu „Vogel“ und „Luftballon“.
Hier im Forum hat es (so scheint es ) keinen Zweck.

Gruß:
Manni

#59

Hallo,

Laß doch die Reibung einfach weg.(oder mache es halt mit
Reibung)

Aber mach’s!

Wieso eigentlich ich? DU meinst doch, eine Skizze zu brauchen. Irgendwas willst du mir offenbar damit beweisen. Also mach sie, bevor du dran erstickst. Mir genügt hingegen eine Rechnung, um Deine Behauptung zu prüfen, die da lautet

Es geht doch um den Beweis einer Annahme, ob das Flugzeug nach
dem Durchschneiden der Befestigungsschnur kurzzeitig schwerer
wird (theoretisch etwas durchsackt)

Das tut es schon, weil der Ballon kurzzeitig beschleunigt wird, sonst käme er ja auf überhaupt keine Geschwindigkeit. Also „fällt“ er im Schwerefeld der Erde nach oben, also wird das Flugzeug einen Schwerkrafteffekt spüren.

bis der Ballon an der Decke stößt.

Und das ist eben falsch. Unter der Annahme, dass ein unter Normaldruck mit Helium gefüllter, kugelförmiger Ballon des Radius r mit einer gewichtslosen Hülle in normaler Luft Auftrieb erfährt, habe ich mal unter Verwendung von SI-Einheiten :wink: ausgerechnet, bei welcher Geschwindigkeit er so stark durch den Luftwiderstand gebremst wird, dass der Auftrieb kompensiert wird und die Geschwindigkeit folglich nicht mehr steigt.

Ergebnis:
r = 0,15 m -> v = 2,75 m/s
r = 0,40 m -> v = 4,48 m/s

Dazwischen geht’s als Wurzelfunktion. Ich gehe mal davon aus, dass du das rechnerisch auch hinbekommmst.

Die zweite Frage ist, wie schnell der Ballon auf dieses Tempo kommt. Und hier stellt sich nach kurzer Überlegung raus, dass die Beschleunigung gleich (Dichte der Luft - Dichte von Helium) / (Dichte von Helium) * g ist, also 6,24 g = 61,25 m/s², größenunabhängig.

Dann hat (ohne Berücksichtigung von Reibungseffekten bis zum stationären Zustand) der Ballon mit

r = 0,15 m nach 0,045 s etwa 6 cm Weg,
r = 0,4 m nach 0,073 s etwa 16 cm Weg

zurückgelegt.

Dazwischen geht es linear. Seine Beschleunigung ist also stets nach 40 % des eigenen Radius oder 20 % des Ø abgeschlossen. Auch das rechnerisch nachzuvollziehen dürfte dich nicht vor Probleme stellen.

Ein Ballon, der bis zur Kabinendecke durchbeschleunigt, müsste also annähernd 2 m Durchmesser haben…oder knapp unter der Kabinendecke gestartet werden. Mit entsprechend langer (gewichtsloser) Schnur ist das ja kein Problem. :wink:

Gruß

smalbop