Basic Physics für Allmygenies

@UffTaTa

UffTaTa schrieb:Die Fliege muss eine Kraft nach unten aufbringen um ihr Gewicht zu halten und diese Kraft braucht im der hermetisch geschlossenen Kabine natürlich eine Gegenkraft, welche das Flugzeug aufbringen muss.

Weiss nicht ob das so hinhaut.
Die Fliege bringt eine Kraft nach unten auf.
Die Gegenkraft ist der Luftwiderstand.
Dieser wird aber keineswegs bis nach unten geleitet, sondern auf alle Wände des Fliegers gleichmässig verteilt.
Somit wird nur ein Bruchteil des Fliegengewichts tatsächlich nach unten hin merkbar.
Das meiste dieser Kraft verteilt sich als erhöhter Kabinendruck auf die gesamte Kabine.
Oder?

UffTaTa schrieb am 20.12.2007:Oder?

Oder was? Du meinst also das das grundlegende Gesetzt der Physik, nämlich Actio=Reaktio im Falle der Stubenfliege nicht gilt und diese, wie durch ein Wunder, eine Kraft aufbringt zu der es keine Gegenkraft gibt?

Und nein, nicht der Luftwiederstand lässt die Fliege fliegen, sondern der Druckunterschied zwischen Ober- und Unterseite der Flügel. Dieser Druckunterschied hat den Effelt das Luftmasse nach unten beschleunigt wird, womit (natürlich) auch die Impulserhaltung wieder stimmt. Diese, nach unten beschleunigte Luftmasse wird dann wieder vom Kabinenboden abgebremst, womit (natürlich) auch da wieder die Impulserhaltung stimmt.

Man kann das natürlich auch ganz anders und viel, viel komplizierter betrachten. Ist ja nur ein Modell. Aber wenn man sich schon ein komplizierteres Modell zurecht bastelt, so sollte man trotzdem nicht die grundlegenden physikalischen Gesetze vergessen. Eben z.B. Actio=Reaktio bzw eben die Impulserhaltung.

Ach ja, die Impulserhaltung gilt auch beim elastischen Stoß, um der nächsten Erwiederung zuvor zu kommen. Demenstprechend gilt die Impulserhaltung auch dann wenn dazwischen ein ganzer Luftozean verwirbelter Luft wäre.

@UffTaTa

UffTaTa schrieb:Oder was? Du meinst also das das grundlegende Gesetzt der Physik, nämlich Actio=Reaktio im Falle der Stubenfliege nicht gilt und diese, wie durch ein Wunder, eine Kraft aufbringt zu der es keine Gegenkraft gibt?

Wo liest Du das denn?

UffTaTa schrieb:Und nein, nicht der Luftwiederstand lässt die Fliege fliegen, sondern der Druckunterschied zwischen Ober- und Unterseite der Flügel. Dieser Druckunterschied hat den Effelt das Luftmasse nach unten beschleunigt wird, womit (natürlich) auch die Impulserhaltung wieder stimmt. Diese, nach unten beschleunigte Luftmasse wird dann wieder vom Kabinenboden abgebremst, womit (natürlich) auch da wieder die Impulserhaltung stimmt.

Das hab ich auch nicht behauptet.

Sondern das:

Die Gegenkraft ist der Luftwiderstand.
Dieser wird aber keineswegs bis nach unten geleitet, sondern auf alle Wände des Fliegers gleichmässig verteilt.
Somit wird nur ein Bruchteil des Fliegengewichts tatsächlich nach unten hin merkbar.


Und dann wäre die Schlussfolgerung, dass der Flieger kein zusätzliches Gewicht der Fliege verspüren würde, weil sich dieses mittels verwirbelter Luft über den genzen Kabinenraum verteilen würde. Und nicht nur auf dem Kabinenboden, wie Du schreibst.

UffTaTa schrieb:Ach ja, die Impulserhaltung gilt auch beim elastischen Stoß, um der nächsten Erwiederung zuvor zu kommen. Demenstprechend gilt die Impulserhaltung auch dann wenn dazwischen ein ganzer Luftozean verwirbelter Luft wäre.

ach so.
Das hiesse, dass das Medium (in dem Fall die Luft) egal ist. Ein Impuls nach einer bestimmten Seite hin, also hier nach unten, würde auch unten gemessen werden können.
Ist einwenig schwer nachvollziehbar. Denn die elementare Struktur der Luft lässt diesen Gedanken nur schwerlich zu.
Ich war der Meinung, dass sich Flüssigkeiten und Gase anders verhielten wie starre Körper.
Dass sie den Impuls über die flexible Molekularstruktur nach allen Seiten hin verteilten.
Ich muss da noch mal nachprüfen. :)

rockandroll schrieb: Denn die elementare Struktur der Luft lässt diesen Gedanken nur schwerlich zu.

wirklich?

Überleg mal folgendes:

Eine Badewanne voller Wasser steht auf einer Waage. Nun wird in die Badewanne ein schweres Spielzeugschiff gesetzt das dann auf dem Wasser schwimmt. Du wirst bestimmt zugeben das die Waage das Gewicht des Spielzeugschiffes nun zusätzlich anzeigt, oder nicht?

Und das gleiche gilt auch dann wenn es kein Spielzeugschiff, sondern ein RC_U-Boot ist. Oder etwa nicht?

Das mit dem Schiff ist Klar. Das stimmt auch soweit. Denn es wird nach unten gezogen und die Waage zeigt dann eben ein Mehrgewicht an.

Hier ist das einwenig anders.
Die Fliege hält sich mittels eines Unterdrucks, den sie mit ihrem Flügelschlag verursacht, und dabei die Luft verwirbelt, oben.

Der Impuls, den sie dabei an die Luftmoleküle weitergibt ist zunächst mal nach unten gerichtet. Entegen der Gravitation.

Dieser Impuls müsste sich aber über die vielen Luftmoleküle in seiner Richtung verlieren, und sich (wie beim Billard) über alle Wände des Fliegers verteilen, so dass nur ein winzig kleiner Anteil des Ur-Impulses tatsächlich unten am Boden ankommt.
Der Rest der Impulskraft müsste in Wärme umgewandelt werden, weil sich die Luft dadurch kurzzeitig verdichtet.

Ansich ist das schon richtig, dass die Masse innerhalb eines abgeschlossenen Systems immer vollständig berücksichtigt werden müsste um das Gewicht zu ermitteln.
Hier ist das System aber nicht wirklich abgeschlossen.
Denn die Wärme, die beim Verdichten der Luft produziert würde, könnte raus.
Zudem würde sie sich auch nicht weiter im Gewicht bemerkbar machen.

@rockandroll

Der Impuls "verliert" sich beim Billard ja nicht in alle Richtungen, er teilt sich lediglich auf mehrere Kugeln auf. Und zwar in der Art, dass sich alle Impulse senkrecht zum Ausgangsimpuls gegenseitig aufheben, und alle impulse in Richtung des Anfnagsimpulses in Summe wieder den Anfangsimpuls ergeben.

@ilchegu

ich meinte nicht, dass sich der Impuls als solches verliert, sondern eben nur seine ursprüngliche Richtung, die zunächst entgegen der Gravitation zeigte, dann aber über die vielen Luftmoleküle abgelenkt würde, und sich schliesslich im ganzen Raum verteilte.
Somit käme nur ein Bruchteil der ursprünglichen Impulskraft am Boden an, und das Gesamtgewicht würde sich (wenn überhaupt) nicht um das Gewicht der Fliege erhöhen.

UffTaTa schrieb:Eine Badewanne voller Wasser steht auf einer Waage. Nun wird in die Badewanne ein schweres Spielzeugschiff gesetzt das dann auf dem Wasser schwimmt. Du wirst bestimmt zugeben das die Waage das Gewicht des Spielzeugschiffes nun zusätzlich anzeigt, oder nicht?

@UffTaTa
Das gilt so aber nur, wenn kein Wasser aus der Wanne läuft (meine Interpretation von voller Wasser = bis zum Überlaufen), sonst würden Schiffshebewerke nicht funktionieren. Im Übrigen vergleichst Du hier Äpfel mit Birnen. Ein Heißluftballon im Flieger würde in der Tat genausoviel Luft verdrängen, wie er wiegt, er wäre das Pendant zum Schiff in der Wanne (weshalb Ballone ja bekanntlich fahren und nicht fliegen!). Wir reden hier aber eben vom Fliegen, einem von ja selbst beschriebenen Zustand. D.h. die Fliege kann nur deshalb fliegen, weil sie einen Teil der in ihr chemisch gespeicherten Energie in kinetische Energie umsetzt und sich damit über die "Physik" hinwegsetzt. (Nein, tut sie natürlich nicht, aber sie fliegt eben, obwohl sie schwerer ist als Luft, weil sie eigene Energie aufwendet.) Ich bleibe dabei, der Flieger wird leichter wenn sie fliegt.
(Jedenfalls habe ich Deine Erklärung noch nicht verstanden.)

Was ist denn mit der ersten Aufgabe? Ist die denn nun irgendwie endgültig gelöst?

Somit käme nur ein Bruchteil der ursprünglichen Impulskraft am Boden an

Der Impuls muss doch nicht unbeding am Boden ankommen. Es ist egal, ob die Luftteilchen am Boden, an den Wänden oder an der Decke oder sonstwo mit dem Flugzeug zusammenstossen. In allen Fällen übertragem Sie den geänderten Impuls an das Flugzeug.

ilchegu schrieb:In allen Fällen übertragem Sie den geänderten Impuls an das Flugzeug.

Zweifelsohne. Aber nicht in der Form, dass sich das Gewicht des gesamten Systems ändern würde.

@rockandroll

ich sehe das die Aufgabe gut gewählt war. Es scheidet sich mal wieder Spreu von Weizen :-)

rockandroll schrieb:Dieser Impuls müsste sich aber über die vielen Luftmoleküle in seiner Richtung verlieren, und sich (wie beim Billard) über alle Wände des Fliegers verteilen, so dass nur ein winzig kleiner Anteil des Ur-Impulses tatsächlich unten am Boden ankommt.
Der Rest der Impulskraft müsste in Wärme umgewandelt werden, weil sich die Luft dadurch kurzzeitig verdichtet.

tja, wie ich erwartet habe, du unterscheidest nicht zwischen Impuls, Kraft und Energie.

Nur mal als hinweis zum elastischen Stoß. Die kinetische Energie bleibt NICHT erhalten (ein Teil wandelt sich in Wärme um). Die Summe der Impulse bleibt aber konstant, nämlich Null also eben Actio=Reaktio.

@rockandroll

Die Teilchen üben auf die Wände eine Kraft aus, die sich aus Druck mal Fläche ergibt.

Wenn die Fliege nun dauernd einen Impuls in eine Richtung an die Luftteilchen abgibt, ändert sich der Druck und somit die Kraft in diese Richtung. Und eine Waage misst nichts anderes als Kräfte -> Gewichtskraft.

noch ein kleiner Hinweis. Man kann das aerodybnamische fliegen mittels einer Tragfläche auchg als Impulsantrieb analog zu einem Raketentriebwerk sehen. In dieser Betrachtung fliegt der Flieger nicht durch die Druckunterschiede an seinen Tragflügeln sondern der Tragflügel wird als "BlackBox" betrachtet dessen Wirkung es ist die Luftmassen nach unten zu beschleunigen.

Am Tragflügel eines Flugzeugs bzw. unserer Fliege ist das wenig anschaulich, schaut man sich einen Hubschrauber an wirds schon klarer. Man kann einen Hubschrauber als Flächenflugzeug betrachten das seine Tragflügel im Kreis dreht um die notwendige Luftgeschwindigkeit zu erreichen, man kann den Hubschrauber aber auch als Propeller betrachten der nach oben gerichtet ist und einen starken Luftstrom erzeugt auf dem der Hubschrauber "reitet".

Im Endeffekt ist es schnuppe welches Modell man wählt und welchen Rechenweg, das Ergebniss ist immer das selbe ;-)

@Lufton

Lufton schrieb:Ich bleibe dabei, der Flieger wird leichter wenn sie fliegt.

Tja, wenn das so wäre dann hätte die Menschheit schon lange ihren impulslosen Sternenantrieb und ich würde die ganzen UFO-Storys für bare Münze nehmen.

@UffTaTa
Offensichtlich gehöre ich auch zu Spreu und bin zu doof... Sei doch so gut und erweise Dich als guter Weizen und erkläre es so, dass ich es auch verstehe. Den Zusammenhang, zwischen einer Stubenfliege, die aus eigener Kraft ihr Gewicht in der Luft hält und einem impulslosen Sternenantrieb (was auch immer das ist oder sein soll) erschließt sich mir leider nicht.

Lufton schrieb:Den Zusammenhang, zwischen einer Stubenfliege, die aus eigener Kraft ihr Gewicht in der Luft hält und einem impulslosen Sternenantrieb (was auch immer das ist oder sein soll) erschließt sich mir leider nicht.

na komm. Wäre das Flugzeug um das Fliegengewicht leichter wenn die Fliege fliegt, wer hält einem dann davon ab eine Super-Fliege zu bauen die ein ganzes Flugzeug heben könnte und diese Superfliege in der Ladebucht eines flügellosen Flugzeugs zu verstauen?

Und dann hätte man einen impulslosen Antrieb. Denn außerhalb des Flugzeugs kann man ja keinen Impuls feststellen, der ist ja in der Ladebucht eingesperrt und das Flugzeug fliegt trotzdem! Und würde deshalb auch im Vakuum fliegen solange die Superfliege in der Ladebucht Umgebungsluft hat juckt die das ja nicht.

Und haste-nicht-gesehen ist der UFO-Antrieb fertig :-)

@UffTaTa

Du hast recht. Ich habe tatsächlich nicht zwischen Impuls, Energie und Kraft unterschieden.
Habe jetzt erst bei Wiki nachgelesen, was es mit dem Impuls letztlich aufsich hat, und wie Du sagst, hat es rein gar nichts mit der Karaftverteilung auf die Moleküle zu tun.
Die Impulsrichtung bleibt, gemäss dem Impulserhaltungssatz.
Somit muss das Gesamtgewicht des abgeschlossenen Systems mitsamt der Fliege angenommen werden.