[Mechanica] Vliegtuig op loopband

[ZVdP]

De eerste band (die jij blauw gemaakt hebt) was een herhaling wat de situatie met een gewone band oplevert.

Daarna (de tweede alinea) maken we van de aarde een band.

waarbij de auto en het vliegtuig rond een hypothetische baan rijden rond de evenaar.

En dan is er een waarnemer die er naar kijkt vanaf een plaats buiten de aarde, zodat we dezelfde situatie krijgen als we hadden met de gewone band.

Als we dan hetzelfde toepassen zal de auto voor hem op dezelfde plaats blijven, maar het vliegtuig niet.

Op aarde zou dit dan betekenen dat de auto trager geet dan het vliegtuig, hoewel ze een gelijke kracht leveren.

*Mijn aanvankelijke bemerking was dat het vliegtuig al op aarde staat voordat dit begint te bewegen, zodat dit al volledig de aarde 'meevolgt'.

Maar ik had gevraag: speelt het een rol of het vliegtuig en de band tegelijk beginnen te draaien of als eerst de band mag draaien en dan pas het vliegtuig.

Het antwoord (van wie weet ik niet meer) was dat dit niet uitmaakte en uiteindelijk dezelfde situatie gaf.

Het tweede geval is dus zoals de aarde.

Mijn vraag: wat klopt er hier niet?

Volgens mij kan het alleen maar liggen dat het vliegtuig eerst stil staat op de aarde en dan pas in beweging komt.

Een stilstaand vliegtuig op een bewegende band, dat in beweging komt, staat dat stil tov de grond als het uiteindelijk dezelfde snelheid heeft aangenomen als de band?

Die persoon zei dus van niet.

[Jan van de Velde]

Daarna (de tweede alinea) maken we van de aarde een band.  

waarbij de auto en het vliegtuig rond een hypothetische baan rijden rond de evenaar.  

En dan is er een waarnemer die er naar kijkt vanaf een plaats buiten de aarde, zodat we dezelfde situatie krijgen als we hadden met de gewone band.  

Het verschil met de hele rest van de discussie is nu wel groot: de aarde heeft geen ingenieus systeem om sneller te draaien naarmate de auto sneller gaat.

Als we dan hetzelfde toepassen zal de auto voor hem op dezelfde plaats blijven, maar het vliegtuig niet.

In dat geval heb je wel gelijk ja, dat veronderstelt dus zo'n ingenieus systeem. Overigens zal dat ingenieuze systeem dan voor de volledigheid ook wel de lucht rond de aarde stil moeten zetten........want die draait vrolijk met de aarde mee, en dat doet de lucht boven de lopende band niet.

Overigens voor de practici onder ons: de evenaar (omtrek ca 40.000 km) draait rond met een hoeksnelheid van 1 omwenteling per 24 uur. Voor een waarnemer op de zon (op basis waarvan die 24 uur oorspronkelijk zijn gedefinieerd) komt een stilstaande auto dus met een schijnbare snelheid van ca. 1670 km/h voorbijschieten. Wil de auto voor de waarnemer op dezelfde plaats blijven, dan zal de auto met een snelheid van 1670 km/h in westwaartse richting moeten rijden.

Een stilstaand vliegtuig op een bewegende band, dat in beweging komt, staat dat stil tov de grond als het uiteindelijk dezelfde snelheid heeft aangenomen als de band?

Dat onderstreepte deel snap ik niet. Een vliegtuig dat stilstaat op een bewegende band beweegt met de band mee, en beweegt dus t.o.v. een waarnemer langs de kant (zie de supermarktkassa)

Neemt het vliegtuig of wat dan ook dezelfde snelheid aan als de band, maar in tegengestelde richting, dan staat het stil t.o.v. de waarnemer.

[ZVdP]

Quote:  

Een stilstaand vliegtuig op een bewegende band, dat in beweging komt, staat dat stil tov de grond als het uiteindelijk dezelfde snelheid heeft aangenomen als de band?  

Dat onderstreepte deel snap ik niet. Een vliegtuig dat stilstaat op een bewegende band beweegt met de band mee, en beweegt dus t.o.v. een waarnemer langs de kant (zie de supermarktkassa)

Neemt het vliegtuig of wat dan ook dezelfde snelheid aan als de band, maar in tegengestelde richting, dan staat het stil t.o.v. de waarnemer.

Waarom begrijp je dat niet; het staat er toch allemaal

1) het vliegtuig staat stil

2) de band begint te bewegen (zonder ingenieus systeem)

3) nu begint het vliegtuig ook te bewegen

4) het vliegtuig neemt uiteindelijk dezelfde snelheid aan als de band

Dus; na situatie 4 staat het vliegtuig stil tov de waarnemer (ook al drijft het zich aan met straalmotoren)?

En dan is er ook een verschil in de situatie waarbij de loopband en het vliegtuig tegelijk beginnen te bewegen, en de situatie waarbij eerst de band beweegt en daarna het vliegtuig? (het is dan wel niet meer de originele vraagstelling, maar goed..)

Indien dit zo is, dan zijn al mijn vragen opgelost en geef ik mijn ongelijk graag toe

[Jan van de Velde]

Dus; na situatie 4 staat het vliegtuig stil tov de waarnemer (ook al drijft het zich aan met straalmotoren)?

ja, want:

het vliegtuig neemt uiteindelijk dezelfde snelheid aan als de band

situatie waarbij de loopband en het vliegtuig tegelijk beginnen te bewegen

Het vliegtuig staat vanaf het begin af aan stil t.o.v. de waarnemer.

situatie waarbij eerst de band beweegt en daarna het vliegtuig

het vliegtuig staat stil t.o.v. de band, m.a.w. het beweegt met de band mee (supermarktkassa), komt dan op gang, en beweegt zich dus minder snel t.o.v. de waarnemer, en neemt tenslotte dezelfde snelheid aan als de band, en staat dus stil t.o.v. de waarnemer.

Een cursusje "klassieke relativiteitstheorie" (pun intended) in een notedop. Nou ja, 8 forumpagina's of zo........

[ZVdP]

Dan heeft degene die eerder op mijn vraag antwoordde verkeerd geantwoord...

En dan had ik niet zo lang moeten doordraven. Maar ja, op zich niets erg aan.

Een cursusje "klassieke relativiteitstheorie" (pun intended) in een notedop. Nou ja, 8 forumpagina's of zo........

Inderdaad, 8 pagina's.

Misschien kan een minicursus 'argumentatie' wel eens nuttig zijn

Ik heb deze (en andere) vragen nog al wel eens gesteld, maar ik kreeg meestal enkel dezelfde eerste argumentatie opnieuw.

Het zag er een beetje als volgt uit:

1)argumentatie

2)ik stel een vraag of opmerking

3)dezelfde argumentatie weer.

En dan maar klagen dat het moeilijk is om iemand te overtuigen

Deels daarom dat ik zo lang gewacht heb met toegeven, ook al wist ik langer dat ik fout zat

(het kan natuurlijk ook dat er een minicursus vraagstelling nodig is voor mezelf )

Ik denk dat ik een antwoord heb op de vraagstelling van de TS: het vliegtuig stijgt op!

[Wimpie44]

Er is een heel duidelijk verschil in de manier waarop de auto zich voortbeweegt en de manier waarop het vliegtuig zich voortbeweegt.

De auto ontwikkelt via de wrijvingsweerstand tov de rolband een koppel, waardoor de auto tov de rolband gaat bewegen. Voor de voortbeweging van de auto op de rolband is een van de randvoorwaarden dat de wrijvingsweerstand zo groot moet zijn dat tov de rolband een koppel ontwikkeld kan worden. Zou de wrijvingscoefficient = 0 zijn, dan zou de auto zich niet tov de rolband kunnen voorbewegen. Als de auto stilstaat op de rolband en de rolband zou zich naar achteren verplaatsen, dan zal de auto mee naar achteren worden verplaatst.

Als de wrijvingscoeffiecient van de banden van de auto op de rolband = 0 zouden zijn, zou de auto blijven tov de vaste grond blijven staan en niet naar achteren verplaatsen.

Bij het vliegtuig kun je een wrijvingsweerstand van 0 aannemen, het is een theoretische discussie. Uit de aanname blijkt dat als het vliegtuig op de rolband stilstaat en de wrijving van de wielen op de rolband = 0 is, dat het vliegtuig tov de vaste grond niet zou verplaatsen als de rolband naar achteren zou verplaatsen.

Als de rolband stil wordt gezet en het vliegtuig geeft gas, dan gaat het vliegtuig rollen met wrijvingsloze banden tov de rolband. De rolband blijft dan gewoon stilstaan omdat de wrijvingscoefficient van de banden tov de rolband 0 is.

Het vliegtuig kan zich dus tov de rolband naar voren bewegen, terwijl de rolband stil blijft staan. (theoretisch, omdat fc=0, of wc=0). Als de wrijvingscoefficient fc=0 blijft en de rolband beweegt zich naar voren, dan zal het vliegtuig gewoon tov de vaste grond op zijn plek blijven staan. Het vliegtuig beweegt NIET naar voren, omdat fc=0 of wc=0. Als het vliegtuig gas geeft, dan vindt de voortstuwing van het vliegtuig plaats tov de omringende stilstaande lucht (we nemen voor de eenvoud aan dat de lucht zich niet verplaatst tov de vaste grond). Het vliegtuig gaat nu rollen, met wrijvingsloze banden tov de rolband. De rolband blijft in dat geval stilstaan, omdat fc=0, of wc=0. Bij een auto die zich met wielaandrijving tov de rolband voortbeweegt is dit onmogelijk. Het vliegtuig beweegt dus over de rolband naar voren (met wrijvingsloze banden tov de rolband)

De essentie van de voortbeweging van de auto en het vliegtuig en de rol van de wielen op de rolband is duidelijk. De auto heeft met wielaandrijving de wrijving nodig om te kunnen voortbewegen tov de rolband, bij het vliegtuig vindt geen wielaandrijving plaats. De massa van het vliegtuig hoeft alleen maar te worden gedragen (in dit vereenvoudigde voorbeeld). Of de rolband nu stilstaat, voorwaarts of achterwaarts beweegt heeft voor het vliegtuig geen enkel effect, omdat er geen enkele aandrijving via de wielen plaatsvindt. Bij de auto is dit wel het geval en heeft de beweging van de rolband direct effect of de snelheid tov de vaste grond.

[ZVdP]

Is er ook niet gezegd dat de wielen bij het vliegtuig niets te maken hebben doordat deze los draaien van het vliegtuig, want dit wordt angedreven door de motoren?

Dit moet toch wel een beetje bijgeschaafd worden?

Want als het vliegtuig beweegt, dan bewegen de banden.

Dus als we de banden gaan bewegen, dan gaat het vliegtuig ook bewegen.

Niet?

Ik had gewoon veel problemen met deze eerste stelling.

[Jan van de Velde]

Dus als we de banden gaan bewegen, dan gaat het vliegtuig ook bewegen.

Dus als we de banden gaan bewegen, dan gaat de auto ook bewegen.

Dat is de overeenkomst.

en nou het verschil, dat zit in het omgekeerde van bovenstaande zinnen....:

de auto kan zich niet voortbewegen zonder dat de wielen bewegen

Het vliegtuig kan zich wél voortbewegen zonder dat de wielen bewegen (want anders zou het niet eens kúnnen vliegen)

[Bart]

Bij het vliegtuig kun je een wrijvingsweerstand van 0 aannemen, het is een theoretische discussie. Uit de aanname blijkt dat als het vliegtuig op de rolband stilstaat en de wrijving van de wielen op de rolband = 0 is, dat het vliegtuig tov de vaste grond niet zou verplaatsen als de rolband naar achteren zou verplaatsen.

Ik ben het met je eens dat als je deze aanname maakt, het vliegtuig zal opstijgen. Ik vind de aanname echter niet reeel. 400 ton op een aantal rubberen wieltjes die contact maken met een ruwe bandoppervlak zal zeker een niet-verwaarloosbare weerstand opleveren. Tevens hebben de zware banden ook een traagheid en dat gaat ook parten spelen.

Je kunt niet zeggen dat de auto rijdt vanwege koppel op het wegdek (waarvoor wrijving nodig is), terwijl je de vergelijking met een vliegtuig maakt waar je de wrijving ineens verwaarloosd. Dat zijn appels met peren vergelijken.

[Wimpie44]

Ik ben het met je eens dat als je deze aanname maakt, het vliegtuig zal opstijgen. Ik vind de aanname echter niet reeel. 400 ton op een aantal rubberen wieltjes die contact maken met een ruwe bandoppervlak zal zeker een niet-verwaarloosbare weerstand opleveren. Tevens hebben de zware banden ook een traagheid en dat gaat ook parten spelen.

De aanname wordt gemaakt om aan te tonen dat voor de voortbeweging van het vliegtuig over de rolband, de wrijving geen voorwaarde is die noodzakelijk is om opstijgen vanaf een rolband mogelijk te maken. Dat er technisch meer zaken meespelen, die je ook kan berekenen is een andere discussie. Er is ook nergens gesteld dat er sprake is van een vliegtuig van 400 ton, het zou ook 2 ton kunnen wezen, in de orde van grote van het gewicht van een auto. Het hele vraagstuk is niet realistisch en er zijn geen randvoorwaarden bepaald.

Je kunt niet zeggen dat de auto rijdt vanwege koppel op het wegdek (waarvoor wrijving nodig is), terwijl je de vergelijking met een vliegtuig maakt waar je de wrijving ineens verwaarloosd.  

Daar zit juist de essentie, als de wrijving van de banden op het wegdek = 0 zou zijn, zou de (normale) auto niet vooruit kunnen komen, tenzij het bandprofiel bv als tandwiel inwerkt op de rolband of voor een ander soort aandrijving wordt gekozen. Een vliegtuig kan afglijden of wegglijden omdat de aandrijving niet wordt overgebracht op de ondergrond in dit voorbeeld, de rolband. Het vliegtuig komt echter wel vooruit.

[N00bDaan]

Ik heb niet de hele thread gelezen, maar is het Principe van Bernoulli al langsgekomen? Lijkt me sterk als dat niet zo is, maar goed, je weet het maar nooit.

Er geen geen drukverschil omdat het vliegtuig gewoon stil blijft staan, geen druk verschil betekend geen lift, geen lift betekend dat 't ding gewoon blijft waar 'ie is.

[Wimpie44]

Het principe van de lucht in beweging onder en boven de vleugels en de lift die daarvan het gevolg is, is aangegeven. Het is kennelijk een interessant onderwerp. Neemt niet weg, dat het een simpel vraagstuk is dat eenvoudig kan worden beantwoord.

[Jekke]

Bij het vliegtuig kun je een wrijvingsweerstand van 0 aannemen, het is een theoretische discussie. Uit de aanname blijkt dat als het vliegtuig op de rolband stilstaat en de wrijving van de wielen op de rolband = 0 is, dat het vliegtuig tov de vaste grond niet zou verplaatsen als de rolband naar achteren zou verplaatsen.

Ik ben het met je eens dat als je deze aanname maakt, het vliegtuig zal opstijgen. Ik vind de aanname echter niet reeel. 400 ton op een aantal rubberen wieltjes die contact maken met een ruwe bandoppervlak zal zeker een niet-verwaarloosbare weerstand opleveren. Tevens hebben de zware banden ook een traagheid en dat gaat ook parten spelen.

Je kunt niet zeggen dat de auto rijdt vanwege koppel op het wegdek (waarvoor wrijving nodig is), terwijl je de vergelijking met een vliegtuig maakt waar je de wrijving ineens verwaarloosd. Dat zijn appels met peren vergelijken.

bij de auto gaat het toch om wrijving tussen de autobanden en de rolband. en bij het vliegtuig verwaarlozen we die toch niet. we verwaarlozen de inwendige wrijving van de wielen en het koppel afkomstig van het traagheidsmoment van de wielen

[Jan van de Velde]

en bij het vliegtuig verwaarlozen we die toch niet. we verwaarlozen de inwendige wrijving van de wielen en het koppel afkomstig van het traagheidsmoment van de wielen

Ik heb in meerdere van mijn vele betogen in dit topic aangegeven dat we dat helemaal niet verwaarlozen. Maar het lijkt mij ,vergeleken met het vermogen nodig om op korte tijd een vliegtuig van 400 ton de lucht in te krijgen, te gaan om losse procenten van het totale motorvermogen. (en pak je een kleiner vliegtuig, dan zijn rolweerstand en wieltraagheid navenant kleiner.....) En in die zin noem ik dat verwaarloosbaar. De voor een normaal van een vaste landingsbaan opstijgende rolweerstand verdubbelt vanwege het dubbele toerental van de wielen, en draai-traagheid van de wielen zal door de dubbele versnelling toenemen. Heeft het vliegtuig eerst 3-4 % van zijn vemogen nodig om dit te overwinnen, dan wordt dat nu toch 6-8%??

Dus wat ik eerder zei, het opstijgen zal een tikje langer duren vanwege dat extra vermogensverlies, hij doet er iets langer over om de take-off speed te bereiken. En dat is het enige tussen verwaarloosbaar en niet verwaarloosbare wrijving. 3-4 % naar schatting. That plane flies....... like a bird.

[Alioth]

Wat ik niet snap is dat er steeds over de snelheid van de wielen wordt gepraat. Het gaat erom of het vliegtuig opstijgt of niet, toch? Iedereen is er van overtuigd dat het vliegtuig op dezelfde plek blijft staan (gezien buiten de transportband, berm). De lucht om het vliegtuig (mits er geen wind staat) staat stil en kan deze geen onderdruk veroorzaken boven de vleugels en het vliegtuig de nodige lift geven om op te stijgen.