Was passiert beim fallen?

Auto, Rad & Mobilität Luft- & Raumfahrt
#1

hallo,
letztens hat mein bruder erzählt, dass wenn ein flugzeug in ein „luftloch“ fällt, der nicht gesicherte getränkewagen im gang durch die gegend fliegen kann und passagiere verletzen könnte. Ich habe behauptet, dass das nicht sein könne, da auf den getränkewagen die gleiche anziehung herrscht wie auf das flugzeug und er gleichzeitig mitfällt. So weit so gut. Jetzt habe ich mich bezüglich so eines „luftlochs“(das es ja gar nicht geben kann) mal schlau gemacht und festgestellt das es sich hier um abwinde handelt.Wenn jetzt ein flieger in so einem abwind nach unten gerissen wird glaube ich gerne das der getränkewagen durch die gegend fliegt. „Nach unten gerissen“.Frage eins:stuck_out_tongue:assiert genau DAS mit dem flugzeug?

Frage zwei: Wenn jetzt ein passagierflugzeug (hypotetisch)mit der erdbeschleunigung in ein (wörtlich genommen)luftloch fällt, müßte der getränkewagen doch zeitgleich mitfallen und die umsitzenden passagiere hätten keinen tomatensaft auf den klamotten?

Ich bedanke mich schonmal voraus für die antwort.Mich hinterher bei so vielen leuten einzeln zu bedanken ist so müßig.Aber richtig gute antworten lass ich es dann doch noch wissen.
Also DANKE für eure mühe

freundlichst grüßt
peeer

#2

Abwinde oder sogennante Scherwinde können das verursachen oder es kommt zu einem partiellen Strömungsabriss, was natürlich auch zu einem schnelleren Abstieg führt. Diese Kräfte wirken natürlich nur auf des Flugzeug und nicht innerhalb eines Flugzeuges. Das heisst das Flugzeug stürzt schneller als die losen Artikel im Flugzeug, die nach dem Trägheitsgesetz noch an ihrer ursprünglichen Position verharren. Das schönste Beispiel dafür sind die sogenannten Parabel-Flüge (siehe unter Google), wo man sogar schwerelos wird. Dass Turbulenzen dazu führen, dass nicht gesicherte Teile in einem Flugzeug zu Verletzungen führen können, das ist richtig. Gilt im Uebrigen auch in Autos, die schnell abbremsen müssen…

#3

Moin,

habe ich mich bezüglich so eines „luftlochs“(das es ja gar
nicht geben kann) mal schlau gemacht und festgestellt das es
sich hier um abwinde handelt.Wenn jetzt ein flieger in so
einem abwind nach unten gerissen wird glaube ich gerne das der
getränkewagen durch die gegend fliegt. „Nach unten
gerissen“.Frage eins:stuck_out_tongue:assiert genau DAS mit dem flugzeug?

Da fragst du lieber einen Piloten; ich würd sagen, wenn der Flieger durch den Abwind eine stärkere Beschleunigung als die Erdbeschleunigung in Richtung Erdmittelpunkt erfährt, dann käme der Getränkewagen nicht mit und würde quasi im Flugzeug „hochhüpfen“ - also es passiert genau DAS.

Frage zwei: Wenn jetzt ein passagierflugzeug (hypotetisch)mit
der erdbeschleunigung in ein (wörtlich genommen)luftloch
fällt, müßte der getränkewagen doch zeitgleich mitfallen und
die umsitzenden passagiere hätten keinen tomatensaft auf den
klamotten?

Ja, es wird tatsächlich alles mit g nach unten beschleunigt, sodass sich relativ zum Flugzeug nichts darin bewegen dürfte. Allerdings wirkt nun gar keine Beschleunigung mehr relativ zum Flugzeug auf den Getränkewagen - heißt, der Wagen wird nicht mehr auf den Flugzeugboden gedrückt, und wenn ihn jemand von unten nur leicht anstößt, dann steigt er nach oben. Es herrscht quasi Schwerelosigkeit - man kennt das von sogenannten Parabelflügen. Heißt aber auch, dass sich der Tomatensaft wie in Schwerelosigkeit verhalten würde - vielleicht verformt er sich zu einer schwebenden Kugel oder er läuft die Wende des Bechers hoch?!

MfG guseman

#4

hallo Peeer
also was du sagst ist ganz richtig.

zu deiner ersten frage:
genau wie bei einem starken sturm menschen, autos oder auch bäume etc durch die luft geschleudert werden können, kann bei einem ausreichend starken abwind das flugzeug herabgerissen werden. der abwind beschleunigt das flugzeug und alles was mit diesem fest verwunden ist (also immer anschnallen) nach unten. der getränkewagen wird zwar auch nach unten beschleunigt, aber nur von der erdanziehungskraft und nicht noch zusätzlich durch den abwind, deswegen kann er dann im schlimmsten fall durch die gegend geschleudert werden und leute verletzten.

zu deiner zweiten frage (hypotetisches „wörtliches“ luftloch):
hier wirkt keine kraft außer der erdanziehungskraft die das flugzeug und dessen ladung nach unten beschleunigt. beim eintritt in das „luftloch“ hat das flugzeug keinen auftrieb mehr und fällt. da dann aber auf flugzeug und getränkewagen die selbe kraft, nämlich die erdanziehungskraft wirkt, fallen beide gleich schnell.

kleines experint dazu: wirf doch mal einen ball oder ähnliches beim autofahren nach oben. wenn der fahrer dann, während der ball in der luft ist, beschleunigt, fliegt dir der ball in gesicht. denn der ball ist in dem moment ja nicht fest mit dem auto verbunden und die beschleunigung kann nur auf das auto wirken, nciht aber auf den ball.

lg

#5

Hallo;

selbstverständlich herrscht die gleiche Anziehung (Gravitation), das bedeutet aber noch nicht, dass alle Teile auch mit genau derselben Geschwindigkeit in genau die selbe Richtung fallen. Du solltest dir klarmachen, was es bedeutet, wenn ein Getränkewagen im Flugzeug „mitfliegt“: er ist nicht verschraubt, wird also lediglich mitgerissen.
Man kann durchaus „nach unten gerissen“ sagen, allerdings ist es nicht genau das, was passiert. Genau genommen wird im Normalfall das Flugzeug ja durch den Auftrieb durch die auf die Tragflächen gedrückte Luft flugfähig. Bei Abwinden ist dieser Auftrieb dann nicht mehr vorhanden (bzw. nur noch schwächer), wodurch ggf. das Flugzeug eben nicht mehr flugfähig ist, also die Gravitation stärker wird als der Auftrieb und das Flugzeug sich auf den Weg Richtung Erdoberfläche begibt.
Die Antwort auf die zweite Frage ergibt sich aus der Einleitung: Da sich die Geschwindigkeit (genauer: der Geschwindigkeitsvektor in den unterschiedlichen Dimensionen) während des Flugs nur minimal ändert, wird auch der Getränkewagen nur minimal bezüglich des Flugzeugs bewegt (abgesehen von Start und Landung). Bei einem Luftloch sinkt das Flugzeug plötzlich ab, der Getränkewagen hat aber noch die Richtung und Geschwindigkeit des ursprünglichen Flugs inne, würde also „hüpfen“ oder ähnliches (das gleiche merkt man auch als Fluggast: man fühlt, als wäre man plötzlich leichter, weil man „nach oben gedrückt“ wird, also, nicht nach unten gezogen wird - mit zumindest minimalem Bewegungsfreiraum trotz Sicherheitsgurten). Jedenfalls hat der Getränkewagen definitiv einen anderen Weg als das Flugzeug zurückgelegt (auch wenn sich die Geschwindigkeit angleicht, wenn auch der Getränkewagen zu fallen beginnt), womit man auch nicht davon ausgehen, dass eben dieser mit identischer Neigung und Platzierung innerhalb des Flugzeugs wieder aufkommt.

mfG

#6

Hallo peeer,

unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Clear_Air_Turbulence
http://de.wikipedia.org/wiki/Luftloch
ist nachzulesen, daß nicht nur der freie Fall vorkommen kann.

Bei Vorliegen des freien Falls passiert nichts dramatisches, weil Flugzeug in frei bewegliche Gegenstände die gleiche Bewegung ausführen.

Bei stark wechselnden Vertikalwinden kann wirklich was passieren. Die Flugzeugzelle reagiert träger als die frei beweglichen Gegenstände innen.

Frage 2 bezieht sich auf den freien Fall und läuft genau so ab.

MfG
G. Aust

#7

zu frage eins:
es wird nicht hinuntergerissen sondern hat einen strömungsabriss, sprich:auftrieb ist kurz weg

zu frage zwei:
der getränkewagen wird kaum abheben, ausser das flugzeug wird tatsächlich mit mehr als der erdbeschleunigung hinuntergerissen, bei dem fall mit erdbeschlunigung würde der wagen genauso mitfallen, wobei in der praxis das flugzeug ja auch noch luftwiederstand hat

allerdings kann der getränkewagen unkontrolliert durch die gegend rollen und dabei gegen einen sitz stoßen oder passagiere verletzen die am gang stehn

tatsächlich ist eher nur die gefahr verletzt zu werden wenn man grad irgendwo an bord herumspaziert weil man dann hinfällt oder oder wo anders anstosst und sich verletzt.

hoffe ich konnte helfen

#8

Hallo Peer,

leider habe ich die Frage nicht ganz verstanden.

Was genau passiert bitte mit dem Flugzeug, Turbulenzen, Antriebsausfall oder starker Wind?

Vielleicht hilft dir schon wenn du weißt ob das Flugzeug ein Inertialsystem ist.

Frohe Weihnachten und ein frohes neues Jahr
Philipp

#9

  1. Wenn ein Flugzeug mit gleichbleibendem Auf- oder Abwind und konstanter Steig- oder Singgeschwindigkeit fliegt, herrscht Gleichgewicht zwischen Auftrieb und Gewichtskraft.
    Beim Fliegen aus einer Zone mit einer vertikalen Luftgeschwindigkeit in eine Zone mit einer anderen - ändert sich der Auftrieb zuweilen schneller als der Pilot das durch Anstellwinkel des Flugzeugs oder Landeklappen kompensieren könnte.
    Die resultierende Differenz zwischen Auftrieb und Gewichtskraft führt zu einer vertikalen Beschleunigung - wie wenn ein Aufzug anfährt oder abbremst - nur eben nicht so fein gesteuert und vorhersehbar.
    Die vertikale Geschwindigkeit selbst spürt man gar nicht sondern nur die Beschleunigung.
    Ein Abwind ist dazu nicht notwendig.

  2. Die Bedingungen vom freien Fall kann der Pilot dadurch herstellen, dass er eine Parabelbahn fliegt, eben wie eine Wurfparabel mit konstanter Beschleunigung g=9.81 m/sec^2 nach unten. Ein wirkliches Luftloch ist dazu nicht notwendig. Der freie Fall braucht selbst noch nicht einmal zum Schwappen des Tomatensafts o.ä, zu führen. Nur die Manöver vorher und nachher haben es in sich und natürlich die horizontalen Beschleunigungen.
    Wenn Dein Getränkewagen auf Gummirollen auf einem harten Untergrund läuf, und die Gewichtskraft des Wagens im „freien Fall“ wegfällt, können die elastische Kräfte der Gummirollen den Wagen nach oben drücken - aber große Geschwindigkeiten werden da nicht erzielt.
    Wagenmasse m, Federweg h=0.005m Federkonstante D=m*g / h
    (vereinfacht als konstant über den Weg s wegen h

#10

hallo peeer,
tatsächlich gibt es in der erdatmosphere stellen mit unterschiedlichem luftdruck. dadurch entstehen so genannte abwinde oder aufwinde. im normalen flugbetrieb „stützt“ sich das flugzeug an der luft ab. alle gegenstände im flugzeuginneren stützen sich auf die flugzeugteile, wie sitze, boden etc., und werden an diese angepresst. durch ein abwind kann es pasieren, dass das flugzeug „den halt verliert“ und kurz die höhe verliert und fällt nach unten wenn du so willst. dadurch werden gegenstände (inkl. getränkewagen) nicht mehr an den boden des flugzeugs durch die erdanziehungskraft gedruckt und könnten theoretisch sofort mit dem Flugzeug nach unten „fallen“. die federkraft wird aber entfaltet und stösst alle körper nach oben dadurch heben sich alle körper im flugzeuginneren nach oben und fangen an zu fliegen. die obengenannte federkraft entsteht durch das zusammenpressen des gewebes beim menschen oder der räder eines getränkewagens.
deswegen fallen die getränkewagen nicht gleichzeitig mit dem flugzeug mit. und die passagiere haben doch den tomatensaft auf den klamotten. :smile:

#11

Hallo Peeer,

tut mir leid für die späte Antwort: Ich bin leider keine Aerodynamikexpertin, allerdings behaupte ich mal, dass „Luftloch“ bedeutet, dass die Flügel nach unten gedrückt werden oder aber auch einfach den Auftrieb „verlieren“ und dadurch das Flugzeug nur absackt statt runtergedrückt zu werden.

Dein Gedanke mit der Kraftübertragung ist schon nicht falsch. Allerdings ist ja das Problem, dass das fallende Flugzeug nicht direkt mit dem Getränkewagen verbunden ist, also z.B. verschraubt. Deswegen kann die Kraft nach unten nicht übertragen werden, der Getränkewagen wird nicht gezogen. Er bleibt aufgrund der Trägheit einen Moment in der Luft und fällt dann anschließend aufgrund der Erdanziehung nach. Das ist jetzt sehr übertrieben dargestellt, da der Mensch ein Luftloch in der Regel schon viel schneller wahrnimmt, bevor wirklich Sachen durch die Gegend fliegen. Zum Vergleich du im Auto: Wenn das Auto losfährst, wirst du in den Sitz gedrückt, wie der Getränkewagen nach unten gegen den Boden des Flugzeugs durch die Erdanziehungskraft gedrückt wird. Sobald das Auto bremst, bewegst du dich natürlich auch langsamer, allerdings nicht eins zu eins, sondern zunächst fällst du durch die Trägheit bzw. deine Restbeschleunigung nach vorne, weil du nicht den gleichen Widerstand erfährst wie das Auto. Und so erfährt auch der Getränkewagen nicht den gleichen Widerstand wie das Flugzeug, das nach unten gedrückt wird. (Das Absacken ist aus kräftegeometrischer Sicht dasselbe.)

Beste Grüße
Franziska