Luftdruck im Käfig identisch mit Luftdruch außerhalb der
Käfigs, dennoch hermetisch verschlossen
Mit dieser willkürlichen Festlegung verhinderst Du, dass sich das Gewicht des fliegenden Vogels auf den Käfigboden überträgt. Wenn Du eine phasikalisch korrekte Antwort willst, dann musst Du auch eine physikalisch korrekte Frage stellen.
Ich korrigiere das mal in der Weise, dass der Luftdruck im Käfig vor dem Start des Vogels gleich dem äußeren Luftdruck auf gleicher Höhe sein soll.
Vogel = Kolibri, also kann sowohl rum- als auch auf der Stelle
fliegen
Ich weiß ja nicht, ob Du mit der Dymaik des Kolibrifluges vertraut bist - ich bin es jedenfalls nicht. Wenn Du schon selbst keine Angaben über die Biomechanik des Kolibris und die Luftströmungen um einen fliegenden Kolibri mchen willst, dann solltest Du zumindest eine Quelle nennen, aus der das hervorgeht. Ohne diese Informationen ist Deine Frage nicht oder nur mit vereinfachenden Annahmen zu beantworten. Wie ich bereits sagte: die Antwort kann nur so präzise sein, wie Deine Frage.
Zeitpunkt1: 01:17:00 Vogel sitzt auf der Stange,
Gewichtsanzeige auf der Waage: 10.050,0000gr
Vogel hebt ab, „steht“ in der Luft, Waage tariert sich aus
(durch die vom Vogel ausgeübte Abstoßkraft)
Zeitpunkt2: 01:19:00 (Flügelbewegungen werden von der Waage
durch die Trägheit der Massen nicht registriert; alternativ:
Masse eines Flügels angenommen 1x10^-10 Kg - sind also zu
vernachlässigen)
Was zeigt die Waage?
Solange der Vogel auf der Stange sitzt bzw. stabil in der Luft schwebt, wird die Waage denselben Wert von 10,05 kg anzeigen. Über die Startphase kann man ohne genauere Angaben nichts sagen.
Nehmen die Seitenwände (vertikal) Kräfte
auf, die die Masse des Käfigs inkl. Vogels verringern?
Die Seitenwände können vertikale Kräfte aufnehmen - aber sie müssen nicht. Im Zeitlichen Mittel werden alle Kräfte dazu führen, dass die Waage immer den gleichen Wert von 10,05 kg anzeigt.
(noch eine kleine Anmerkung: der Vogel verwirbelt die Luft, es
ist nicht so, dass er wie ein theoretisch verwirbelungsfreies
Gebläse die Luft auf den Boden den Käfigs drückt - wobei ich
hier nicht wirklich sicher bin, ob das Auswirkungen hätte)
Kurzfristig hat das natürlich Auswirkungen. Bei völliger Wirbelfreiheit würden die auf den Vogel wirkenden Kräfte mit Schallgeschwindigkeit an den Käfig und somit an die Waage weitergegeben werden. Wird dagegen nicht nur der Vogel, sondern auch Luft bewegt, dann kann das deutlich länger dauern. Allerdings dürfte das trotzdem noch zu schnell für die nach Deiner obigen Festlegung (der Flügelschlag soll unter der Nachweisgrenze liegen) relativ träge Waage sein.
Und noch was… ich bin mir nicht wirklich sicher, ob ein
Looping fliegender Vogel dann wirklich in der Aufwärtsbewegung
eine andere Masse des Käfigs verursacht als in dessen
abwärtsbewegung… (jeweils ohne Berühren der Käfigflächen)
Er bewirkt natürlich keine Änderung der Masse, aber zumindest eine Änderung der auf die Waage wirkenden Kraft, die dem vertikalen Anteil der auf den Vogel wirkenden Zentripetalkraft entspricht:
ΔF = m·r·ω²·cos(ω·t)
m = Masse des Vogels
r = Radius des Loopings
ω = Winkelgeschwindigkeit des Loopings
Wenn die Waage empflindlich genug ist, wird sie eine entsprechende Masseänderung ΔF/g anzeigen.
Mit den horizontal wirkenden Kräften ist es wesentlich schwieriger. Die sollten zwar theoretisch keinen Einfluss auf die Waage haben, aber einige Waagen mögen es nicht, wenn sie nicht exakt vertikal belastet werden (z.B. wenn der Vogel sich so schnel, auf einer horizontalen Kreisbahn bewegt, dass der Käfig umhertaumelt) und zeigen dann ein falsches Ergebnis ah.