Inspiriert vom vorigen Rätsel

…hier noch eins:

Zwei baugleiche handelsübliche Flugzeuge fliegen in grosser Höhe (sagen wir 10 km) nebeneinander her. Die beiden unterscheiden sich nur dadurch, dass das eine bis zum Maximum beladen ist und das andere leer ist (Kerosin ist aber bei beiden ausreichend vorhanden)

Nun stellen wir uns mal vor, bei beiden fallen gleichzeitig alle Triebwerke aus und beide (identisch begabte) Piloten versuchen natürlich, ihr Flugzeug so lange wie möglich in der Luft zu halten. Welches bleibt länger oben (und warum) ?

Gruss

Hans-Jürgen

Lösung
Hallo!

Welches bleibt länger oben.

Das leichtere.

(und warum) ?

Weil es leichter ist.

Grüße

Andreas

Ansätze
Hi !

Hier dürften dann wohl zwei Komponnenten zusammenkommen. Zum Einen dürften Formeln für den „Wurf“ zu berücksichtigen sein. Nach diesen dürfte wohl das schwerere Flugzeug länger in der Luft bleiben, weil sein Impuls (?) (gleiche Geschwindigkeit höhere Masse) größere ist.

Zum Anderen dürfte der Luftwiderstand eine entscheidende Größe sein. Nach meinen Überlegungen dürfte dieser Luftwiderstand auf ein leichteres Flugzeug eine größere Wirkung haben, weshalb es in kürzer Zeit langsam wird und daher schneller Richtung Erdoberfläche „absackt“.

Ich denke daher, das leichtere Flugzeug dürfte eher landen.

BARUL76

PS: Da ich kein Physiker bin Physik-Unterricht auch schon ein Weilchen her ist, bitte nicht hauen, wenn ich die falschen Begriffe verwendet habe. :smile:

Man muss hier zwischen „schwerer Masse“ und „träger Masse“ unterscheiden.

Das Gewicht (schwere Masse) dürfte keine Rolle spielen. Unterschiedlich schwere Körper gleichen Volumens fallen gleich schnell.

Die Trägheit ist schon wichtiger. Sie könnte nach dem Ausfall des Antriebs dafür sorgen, dass das Flugzeug trotz der Abbremsung durch die Reibung länger eine höhere Geschwindigkeit hält (da bin ich mir nicht ganz sicher) - die Reibungs kraft ist doch gleich, oder…?

Was der wichtigste Unterschied sein sollte, ist der Energiegewinn beim Sinkflug, der wiederum in eine dauerhaft höhere Geschwindigkeit umgesetzt werden kann.

Ich tippe also auf das schwerere Flugzeug.

MfG
Klaus

Falsch
Die Sinkgeschwindigkeit ergibt sich

a) aus der Erdbeschleunigung (für beide gleich - für alle Objekte gleich)
b) dem Luftwiderstand (für gleichgeformte Objekte gleich).

Kann man schön im Vakuum, in dem der Luftwiderstand Null ist, zeigen: Eine Vogelfeder und ein Bleiball (unterschiedliche Form, unterschiedliches Gewicht) fallen gleichschnell (Beschleunigung: 9,81m/s^2).

Gruß Bombadil2

Lösung
Nehmen wir den Extremfall: Die beiden Piloten sind gleich begabt, nämlich Null (de facto: sie schlafen).

Dann handelt es sich um einen freien Fall (Wurfparabel). Beide Flugzeuge fliegen gleich lang (räumlich und zeitlich).

Die unterschiedliche Masse sorgt zwar für unterschiedliche Eranziehungskräfte, hat aber KEINEN Einfluss auf die Fallbeschleunigung. Die ist auf der Erde (ortsabhängig) ungefähr 9,81m/s^2 (so zwischen 9,83m/s^2 und 9,78m/s^2).

Der Flug kann in eine Vorwärtsbewegung und eine Abwärtsbewegung aufgeteilt werden (Vektorrechung). Die Vorwärtsbewegung wird durch den Luftwiderstand (der NUR durch die Form gegeben ist und somit für beide Flugzeuge gleich ist) gebremst. Die Abwärtsbewegung erfolgt beschleunigt (s.o.), gebremst wieder durch den identischen Luftwiderstand. [Übrigens gibt es den Punkt, an dem die Erdbeschleunigung und die Verlangsamung durch den Luftwiderstand genau aufheben und das Flugzeug vertikal nicht mehr beschleunigt wird. Bei einer Kugel ist das, wenn ich mich richtig erinnere, bei 55m/s der Fall.]

Im Idealfall (also wenn man von Luftverwirbelungen etc. absieht), landen beide Flugzeuge in genau dem gleichen Abstand, den sie beim Maschinenausfall hatten (gleichzeitiger Ausfall, identische Lenkbewegungen und gleiche Höhe beim Ausfall vorausgesetzt).

Gruß Bombadil2

Du irrst!
Hallo!

Das ist Quatsch.

Bei gleichem Luftwiderstand fällt das schwerere Objekt schneller.

Tausend Euro, wenn es nicht stimmt.

Grüße

Andreas

Falsch!
Hallo!

Sorry, aber das widerspricht der Physik.

Grüße

Andreas

Falsch
Hallo!

Unterschiedlich schwere Körper gleichen Volumens fallen gleich
schnell.

Fast JEDES KIND weiß, dass das nicht stimmt.

Grüße

Andreas

Falsch
Hallo!

Ich denke daher, das leichtere Flugzeug dürfte eher landen.

Dann denkst du leider falsch.

Grüße

Andreas

So so …
Ich glaube, Herr Galilei hat mal ein entsprechendes Experiment am schiefen Turm von Pisa durchgeführt.

Im Vakuum fallen alle Körper gleich schnell, in der Luft unterscheiden sie sich durch Auftrieb und durch die Reibung. Im vorliegenden Falle sind die letzteren gleich, weil die Flugzeuge dasselbe Volumen, denselben Querschnitt und dieselbe Oberflächenrauigkeit haben.

MfG
Klaus

Sorry, aber das widerspricht der Physik.

welcher? deiner?
argumentiere, statt triumphierend-angeberisch-besserwisserisch „Falsch!“ zu schreien. (du nervst. aber ich nehme an, du betrachtest es als deine mission, hier zu nerven.)

die fallgeschwindigkeit ist von der fallbeschleunigung (und die i.w. von der masse des anziehenden körpers / der anziehenden körper) und vom luftwiderstand abhängig. nicht vom gewicht. im vakuum fallen ein bleikügelchen und eine feder gleich schnell.

luftwiderstand und die von der erde ausgeübte fallbeschleunigung sind für beide flugzeuge gleich. willst du allenfalls auf den massenunterschied der flugzeuge (beladen vs. nicht-beladen) hinaus? ich glaube kaum, dass der (in bezug auf die erdmasse) einen messbaren unterschied ausmacht.

verkauf gulaschkanonen.

m.

Ich möchte auch 1000 Euro !
MfG
Klaus

Hallo Klaus!

Ich glaube, Herr Galilei hat mal ein entsprechendes Experiment
am schiefen Turm von Pisa durchgeführt.

Ja, und?

Im Vakuum fallen alle Körper gleich schnell, in der Luft
unterscheiden sie sich durch Auftrieb und durch die Reibung.
Im vorliegenden Falle sind die letzteren gleich, weil die
Flugzeuge dasselbe Volumen, denselben Querschnitt und dieselbe
Oberflächenrauigkeit haben.

Richtig. Und das widerspricht nicht dem, was ich schrieb.

Grüße

Andreas

Hallo Klaus!

Komm her, und ich beweise dir, dass ich Recht habe. Wenn nicht, gibt es Tausend Euro. Kann ich dir auch gerne schriftlich geben.

Grüße

Andreas

Ich weiß, dass das erstaunlich klingt. Trotzdem ist dem so.

Das nennt sich Physik.

Kannst du detaillierter werden? Welchem physikalischen Gesetz widerspricht es?

Hallo Klaus!

Im Vakuum fallen alle Körper gleich schnell, in der Luft
unterscheiden sie sich durch Auftrieb und durch die Reibung.
Im vorliegenden Falle sind die letzteren gleich, weil die
Flugzeuge dasselbe Volumen, denselben Querschnitt und dieselbe
Oberflächenrauigkeit haben.

Richtig. Und das widerspricht nicht dem, was ich schrieb.

Du schriebst aber:

Unterschiedlich schwere Körper gleichen Volumens fallen gleich
schnell.

Fast JEDES KIND weiß, dass das nicht stimmt.

So etwas nenne ich einen Widerspruch. Du nicht?

Hallo!

Es ist in diesem Forum üblich, anzumerken, wenn jemand was falsches schreibt.

Und bevor ich dir erkläre, warum, wie wäre es, wenn du einfach mal nachdenkst? Dann kommst du selber drauf.

Oder frag einen Pilot.

die fallgeschwindigkeit ist von der fallbeschleunigung (und
die i.w. von der masse des anziehenden körpers / der
anziehenden körper) und vom luftwiderstand abhängig.

Richtig.

nicht vom gewicht.

Falsch.

im vakuum fallen ein bleikügelchen und eine feder
gleich schnell.

Richtig.

luftwiderstand und die von der erde ausgeübte
fallbeschleunigung sind für beide flugzeuge gleich.

Richtig.

Grüße

Andreas

Hallo!

Unterschiedlich schwere Körper gleichen Volumens fallen gleich
schnell.

Fast JEDES KIND weiß, dass das nicht stimmt.

So etwas nenne ich einen Widerspruch. Du nicht?

Nein.

Grüße

Andreas