Vogel - Käfig - Waage - Problem

Freizeit & Hobby Rätsel
#1

Hi @ll,

zunächst:

  1. ich kenne die Lösung nicht
  2. trotz 30 Jahren Grübeln und Meinungen anhören, habe ich mich immer noch nicht auf eine Theorie festgelegt
  3. Frage schon mal unter /t/wie-wird-sich-die-waage-verhalten/5820471
  4. bitte erst gut überlegen und abwägen bevor die Antwort gepostet wird

Problemstellung:
Ein Käfig steht auf einer Waage, im Käfig sitzt ein Vogel auf einer Stange. Der Käfig wiegt 10,000 KG, der Vogel 0,050 Kg. Bis hierher besteht Einigkeit, dass die Waage nun 10,050Kg anzeigt.
Der Vogel startet -> Anzeige der Waage schwankt hin und her durch evtl. abschubsen etc…
Nun fliegt der Vogel und die Waage hat sich ausgependelt.

Randbedingungen:
-Der Vogel sei ein Kolibri, welcher in der Luft stehend fliegt
-der Käfig ist luftdicht verschlossen
-alle Gewichtsangaben sind rein zufällig gewählt. Selbst der fettleibigste Kolibri der Welt wird wohl 50 Gramm wiegen und über das gewicht des Käfigs brauchen wir auch nicht diskutieren.
-Die Stange ist fest mit dem Käfig verbunden (war dann auch ein Thema per privatmail)
-Minimalste Abweichungen, weil Vollmond ist etc… intzeressieren mich auch nicht

Zusätzliche Gedankengänge:
-Käfig nicht luftdicht, Alternative a) Stecknadel-Loch, b) großes Loch (z.B. 10cm Durchmesser), c) normaler Käfig (Gitterstäbe)
-Käfigform: a) „Aquarium“, b)hoher Zylinder, c) Kugel

So und nun viel Spaß beim Disktieren

LG

CEM

#2

‚‚Lösung‘‘ auf www.geo.de
Hi !

auf geo.de gibt es in der Woche immer die „Frage des Tages“.

Eine ähnliche Frage gab es dort gerade erst. Vielleicht hilft dir die dort genannte Lösung etwas.

http://www.geo.de/GEO/interaktiv/frage-des-tages/637…

BARUL76

#3
  1. bitte erst gut überlegen und abwägen bevor die Antwort
    gepostet wird

Ähhmmm… - wenn du vielleicht noch die Frage posten könntest?

Gruß

#4

Ähhmmm… - wenn du vielleicht noch die Frage posten könntest?

Die Antwort lautet auf jeden Fall: Der Kolibri wird sterben. :wink:

Andreas

PS: Und im übrigen bin ich der Ansicht, dass der angezeigte Messwert die ganze Zeit mehr oder weniger stark um 10,05 kg schwanken wird.

#5

Re: ‚‚Lösung‘‘ auf www.geo.de
wie im artikel richtig beantwortet ändert das nichts. wenn der kolibri schnell genug schlägt bleibt die waage bei 10,05Kg. Ansonsten schwankt es eben von 10 - XX Kg je nach vogel. wenn der vogel lange flügelschläge macht und dazwischen viel zeit vergeht, dann wird der maximalwert größer. Aber über die zeit integriert bleibt die waage beim abgeschlossenen system auf 10,05Kg

erklärung:
die waage misst alle kräfte die senkrecht zu ihrer oberfläche wirken. Damit ein 0,5Kg schwerer Vogel fliegt braucht er eine kraft nach oben von 0,5Kg. sonst würde er nicht schweben, sondern würde steigen oder sinken - dabei zeigt die waage andere werte an. Die 0,5Kg kraft nach oben erzeugt er durch seinen flügelschlag indem er die luft nach unten drückt die wiederum den käfig nach unten drückt.
----- Anm.: das wort kraft ist hier physikalisch falsch, man müßte jeden wert mit g multiplizieren um eine kraft zu erhalten —

Die Form des käfigs ist egal!
Wenn der käfig ein loch hat kommt es auf die größe des loches an. Stecknadelgroß hat keinen merklichen einfluss, da ist die änderung des kolibris in der höhe (er schwankt ja ein wenig auf und ab) deutlich größer.
Wenn das loch groß ist bzw der käfig aus stäben besteht dann wird es kompliziert:
Es geht dann nur darum welcher anteil der nach unten gerichteten luftströmung noch den käfigboden bzw. die waagenoberfläche (falls die größer ist) trifft und welcher teil daneben geht. Wenn man die genaue Luftströmung kennt muss man einfach mit dem Faktor multiplizieren:
50% treffen den Käfig

0,5 * 50/100 = 0,025

also zeigt die waage 10,025Kg

zum Heliumballon:
solange der heliumballon im käfig aufsteigt zeigt die waage 10 kg an, da der heliumbalon keine kraft nach unten bewirkt. ist er angebunden oder stößt oben an die decke zeigt die waage 9,95 Kg an. Befindet sich der heliumballon in einem abgeschlossenen käfig und die waage steht im luftgefüllten raum, dann zeigt die waage IMMER 9,95 Kg an, egal was der Ballon gerade macht, da im inneren diese 0,5Kg Luft fehlen, egal an welcher stelle der ballon ist.

Alles physik bis zum Vordiplom evtl sogar bis zum Abitur, wieso das keiner deiner Doktorande wußte ist mir ein rätsel.