Vogels in een vliegtuig...

[Anonymous]

Mag ik eerst op je punt antwoorden als zou ik nog steeds geen antwoord hebben gegeven op je hoofdvraag :waar komt de reaktie kracht van de bodem vandaan?

Ik ben van mening dat ik in de eerste twee paragraphen van mijn vorige posting een antwoord heb gegeven. Ik neem aan dat mijn antwoord je niet heeft kunnen overtuigen, maar een niet overtuigend antwoord is nog altijd een antwoord. Of mijn antwoord korrekt is of niet doet er niet toe(in dit verband). Het heeft jou niet kunnen overtuigen. Dat is wel duidelijk.

Bij het 2° deel van je laatste posting heb ik een beetje m'n fantasie moeten laten werken om te begrijpen wat je (hoop ik tenminste )  bedoelde.

Mijn antwoord is voorlopig (want misschien heb ik je helemaal verkeerd begrepen) dat de masa die de vogel naar beneden duwt groter is dan zijn eigen gewicht en wel zoveel groter dat er nà de daling , ondanks het verlies aan energie nog voldoende energie overblijft om het gewicht vd vogel op de balans aan te duiden.

Het is niet mijn bedoeling een ant woord te ontwijken. Als je vindt dat ik je niet overtuig, hoor ik grrag wwaar mijn fout of onduidelijkheid precies zit.

Hoi,

Het overtuigd me inderdaad niet, dat is opzich ook wel het leuke van de discussie!

Maar goed, ik hou het nu even voor gezien.

Gr

[Steven Verhoef]

Ook ik wil mijn licht over jullie probleem laten schijnen.

Immers de vraag is simpel, en ook de bij dit vraagstuk behorende natuurkundige processen ken ik. En verder weet ik dat er maar één antwoord goed kan zijn.

Ra, ra … waarom is dat antwoord voor mij niet meteen duidelijk?

Waar zitten de raadsels? Het eerste wat je kunt doen is de vraag terug brengen tot zijn simpelste vorm (de vraag goed te stellen is het halve antwoord ...).

Dus breng ik de vraag terug tot een grote gesloten(?) doos op een weegschaal met daarin een klein werkend modelhelikoptertje. (zie Psymage in de posting van Ma 29 Dec 03, 11:42).

Het grappige is dat hij het antwoord geeft in de vorm van de uitslag van deze proef die in het Teleac programma HOE?ZO! is gedaan. Het is heel vreemd dat er ondanks dat toch mensen zijn die deze uitslag tegenspreken.

Eén bron van het raadsel is blijkbaar het wel of niet gesloten zijn van het systeem. Terug naar de Teleac proef. Zou het iets uitmaken wanneer die kubus van boven open is; of van opzij. En wat als de onderkant van gaas is?

En kijk plotseling is het antwoord geheel duidelijk. Het hoeft helemaal geen gesloten systeem te zijn. Er kan volstaan worden met een plaat (platform) dat groot genoeg is.

De helikopter blijft zweven omdat hij zich met zijn rotor afzet tegen de luchtmoleculen die hij naar beneden blaast. Deze moleculen botsen op hun beurt weer tegen andere luchtmoleculen waardoor er een zekere spreiding ontstaat, De grootte van het platvorm is afhankelijk van de hoogte van de helikopter. Ter vergelijk een hovercraft heeft slechts een platform nodig iets groter dan zichzelf.

Vraag opgelost …..

[Stephaan]

@Steven Verhoef

Ik dacht dat dit monster van Loch Ness ( vogels in vliegtuig) al ter ziele gegaan was , maar blijkbaar niet!

Ik geef je voor groot deel gelijk maar heb toch een paar kanttekeningen

1°Veel van de argumenten die je gebruikt zijn in de vorige posts (misschien ten onrechte , maar toch ) reeds verworpen door de non-believers.

Dus moet je met weer nieuwe pro argumenten op de proppen komen.

2° wat een gesloten systeem is hangt er maar van af hoe ruim je de grenzen neemt.

Als een Boeing747 op 10km hoog vliegt is dat wel normaal gesproken een open systeem maar toch wordt hij nog door de aarde gedragen. Hoe groot is dan zijn platform? Ikzelf vind wel dat het een gesloten systeem is als je de grenzen ver genoeg legt.

De topic was wel vogel in vliegtuig, dus een relatief klein gesloten systeem

Ik zou je willen vragen , vooraleer je verder reageert, de ganse thread zorgvuldig te lezen om niet in herhaling te moeten vallen.

Nog bedankt voor je bijdrage en ik hoop op een vervolg

[Kris Hauchecorne]

En kijk plotseling is het antwoord geheel duidelijk. Het hoeft helemaal geen gesloten systeem te zijn. Er kan volstaan worden met een plaat (platform) dat groot genoeg is.

In dat geval is er geen sprake meer van een gesloten systeem in de mechanische betekenis van het woord: duidelijke afbakening van de externe krachten, je hebt bijgevolg geen gelijk.

De truk zit erin het systeem af te bakenen op een zodanige manier dat je alle externe krachten kent. In de gesloten doos ken je die krachten als de vogels stil zitten. Als ze beginnen te vliegen oefenen de vogels een kracht uit op de omringende lucht die in beweging komt. De luchtddeltjes kunnen niet ontsnappen maar wel tegen de wand van de doos botsen. Al deze krachten zijn inwendige krachten en kunnen bijgevolg niet bijdragen tot een resultante. Conclusie: de doos blijft even zwaar wegen.

Bij een plaat kan er bovenaan lucht worden aangezogen en op de plaat zijwaards worden afgebogen. In een doos moet deze lucht weer stijgen en bovenaan neerwaards worden afgebogen. Deze krachten zijn inwendig en moéten elkaar bijgevolg opheffen (Wet van Newton: actie = reactie, impliceerd dat inwendige krachten elkaar opheffen).

Als een helikopter over een plaat vliegt zal hij die plaat neerdrukken, als hij in een doos vliegt zal hij de doos niet neerdrukken. Hetzelfde geldt voor vogels.

[StrangeQuark]

Ik moet in alle eerlijkheid vertellen, dat ik niet elke pagina heb gelezen. Ik snap namelijk niet helemaal wat het probleem is. Dit is namelijk zoals iemand eerder al zei, prachtig beexperimenteerd met een helicopter in een afgesloten kubus (Hoezo, is tevens ook een Nederlands programma), en het lijkt me ook erg logisch.

Het blijft even zwaar. (als randvoorwaarden gelijk blijven, geen vogels die weggaan, en dingen zoals vogels die energie verbrand hebben, en omgezet hebben in warmte, worden verwaarloosd, het gaat bij deze vraag, om de vogels die zich afzetten tegen de lucht)

Die vogels duwen met hun vleugels de luchtmoleculen naar beneden. Actie is min reactie. Als zij hun gewicht naar beneden duwen aan lucht, dan gaan zij omhoog.

Op het moment dat ik in het vliegtuig zit, en er hangt een touw aan het plafond, en ik trek mijzelf aan het touw omhoog, dan is het toch ook logisch dat het totale gewicht hetzelfde blijft? Het touw is nu de luchtdeeltjes en ik ben nu een vogel.

[Stephaan]

StrangeQuark ,

mij hoef je niet meer te overtuigen, dat een gesloten systeem (in casu een vliegtuig op een weegschaal) even veel blijft wegen wat er binnenin door de vogels ook uitgericht wordt. Een zeer tijdelijke uitzondering daarop ontstaat als een vogel zichzelf laat vallen omdat hij dan eventjes gewichtloos is, maar de invloed van deze en van dergelijke versnellingen wordt onmiddellijk hersteld bij het daaropvolgend remmen.

In de periode dat ik getracht heb non-believers te overtuigen dat het gewicht vd doos niet verandert, heb ik met een boutade eens geschreven : "van calorieën wordt je niet dik" Wat ik daarmee bedoelde is dat de omzetting van de scheikundige energie uit voedsel, naar bewegingsenergie in de spieren geen enkele gewichtsverandering teweeg brengt in een gesloten systeem (zelfs geen te verwaarlozen verandering). Je wordt dik omdat je het teveel aan voedsel ( en de daarin vervatte scheikundige energie=calorieën) ergens opslaat in je lichaam. De calorieën zelf hebben geen gewicht, alhoewel dat in gewone spreektaal wel zo gezegd wordt.

Ik ben dan zelfs zover gegaan dat het voor het gewicht vh vliegtuig niets zou uitmaken al werden de vogels geroosterd tot ze verkoold waren: nogmaals in een gesloten systeem blijven alle verbrandingsstoffen immers deel vh geheel. De romp vh vliegtuig zou wel tijdelijk een beetje warmer worden maar vanzelf afkoelen zonder enig gewichtsverlies.

[Revelation]

Er worden nu veel dingen geroepen. Wat is het nou?

Stel ik heb een doos, die ik op een weegschaal zet. Aan de bovenkant van de doos zit een gat waar een touwtje doorheen zit. In de doos zit een bal aan dat touwtje vast. Als ik niet aan het touwtje trek, geeft de weegschaal waarde a. Als ik aan het touwtje trek en de bal dus omhoog haal en hem daar vasthoudt krijg ik dan weer a?

[Bart]

Er worden nu veel dingen geroepen. Wat is het nou?

Stel ik heb een doos, die ik op een weegschaal zet. Aan de bovenkant van de doos zit een gat waar een touwtje doorheen zit. In de doos zit een bal aan dat touwtje vast. Als ik niet aan het touwtje trek, geeft de weegschaal waarde a. Als ik aan het touwtje trek en de bal dus omhoog haal en hem daar vasthoudt krijg ik dan weer a?

Nee, want jij trekt aan het touwtje en heft dus de zwaartekracht op van het balletje. Dit is echter een niet-gesloten systeem en het probleem ging over een gesloten systeem (dus dan maak je het touwtje vast aan het plafond van de doos. In dat geval meet je wel hetzelfde.

[Revelation]

Ah, dan is het ook logisch, want de zwaartekracht gaat voor zowel de doos als het balletje dezelfde kant op en kun je dus een totale zwaartekracht uitrekenen. Dus er is ook geen drukverschil.

[Anonymous]

Ok.. als je het vliegtuig dermate lang opwarmt, tgv de crematie, dan gaan de moleculen in de omgeving van het vliegtuig verder vanelkaar afstaan waardoor het vliegtuig enigzins zal dalen.

[Stephaan]

@Gast Ik had de vogeltjes alleen nog maar verkoold ; jij hebt ze meteen al verast, wat nog meer calorieën vrijmaakt in het vliegtuig op voorwaarde dat er genoeg zuurstof was.

Ik veronderstel dat je met het woordje "dalen" bedoelt dat het vliegtuig een beetje zwaarder gaat doorwegen op de weegschaal, (in verband met Archimedes' wet).

Met dat soort, enigszins verrassende grapjes kan je nog wel even doorgaan hoor!

Zo is het vliegtuig, zolang het warmer is, ook een beetje groter en verplaatst het meer omgevingslucht....

Als je de proef neemt op een dag dat er aldaar hoge luchtdruk heerst zal het vliegtuig lichter schijnen dan op een dag dat je in een lage-druk gebied zit. Dan moet je ook nog veronderstellen dat het gesloten systeem onvervormbaar is onder uitwendige of inwendige drukverschillen en ga zo maar door.

Laatste vraag : waarom heeft de vraagsteller het ganse gebeuren in een overigens stilstaand vliegtuig laten plaatsvinden? Het was toch veel eenvoudiger om een heel grote gesloten doos op een weegschaal te zetten.

[Anonymous]

Als ik mag proberen een beetje licht in bovenstaande duistere chaos te schijnen stel ik nog maar een vraag: In welk type toestel vliegen deze zielig opgesloten vogeltjes eigenlijk?

Klinkt misschien als onzin, maar het is zeker wel van belang. De vraag is nemalijk of er rekening moet worden gehouden met het "Ground Effect". En (vliegtuig) vleugel produceerd op 2 manieren lift: Volgens Bernoulli als gevolg van drugverschillen boven en onder de vleugel, en volgens Sir Newton ten gevolge van verplaatsing van grote hoeveelheden lucht.

Bij een vogel komt daar nog een effect bij: door de beweging van zijn vleugels creërt hij lokaal sterke wervel stromen over de lengte van de vleugel, de extra drukverlaging hierdoor maak een vogel tot 5 maal zo efficiënt als een vliegtuigvleugel.

Het is inderdaad zo dat om in de lucht te blijven een vogel (laten we een kolibrie nemen; klein genoeg om in een cessna 152 te vliegen, en kan nog blijven hangen ook!) Een reaktie kracht op de omringende atmospheer moet uitoefenen om in de lucht te blijven, deze kracht moet inderdaad even groot zijn als het gewicht van de vogel, maar deze reactie gracht kan op verschillende manieren door de atmospheer warden opgevangen. Mits de vogel zich op voldoende afstand bevind van de vliegtuigwand (alle zijden; boven, onder en zij) zal de kracht resulteren in een wervel in de omringende atmospheer. Een vliegtuig op kruishoogte (10km+) voel je ook niet overkomen. Een zwevende helikopter op een paar meter boven de grond wel! (een vliegtuig dat op deze hoogte passert ook, maar ik wil iedereen afraden dit zelf te ondervinden). Waarom?, Ground effect. Wanneer de atmospherische wervels door een solide grens worden tegengehouden onstaat er een lokale luchtdrukverhoging. Deze luchtdrukverhoging is wel meetbaar door een weegschaal onder het vliegtuig.

Het berijk van dit grond effect is doorgaans gelijk aan een halve spanwijdte.

Bevinden de lieve beestjes zich dus (gedwongen) in de buurt van een wand (maakt trouwens niet veel uit waar) dan is nog altijd (een deel van) hun gewicht meetbaar op de weegscheel. Bevinden zij zich op voldoende afstand, dan zal (naast een hels kabaal, vliegende veren en algemene chaos) slechts een gewapper van lucht het gevolg zijn

Echt waar

MvG

Ikkeman

"the sky is no limit, Space has no limit"

[Stephaan]

Zo zijn we terug naar af!

Heeft een van de moderatoren de stamina om dit vraagstuk nog eens aan te pakken ?

"Vogels in een gesloten systeem" viert binnenkort zijn derde verjaardag. Het is toch niet wenselijk dat in een wetenschapsforum een vraag met een zo duidelijk antwoord naar "Theorieontwikkeling" zou verwezen worden. Of nog erger, als zijnde onbeslist een slotje zou krijgen.

DvR, BrO, Wouter Masselink, De Purpere Wolf en Bart hebben er in de loop der tijden reeds hun beste krachten aan gewijd.

AUB Probeer nog eens

[Kris Hauchecorne]

Bevinden de lieve beestjes zich dus (gedwongen) in de buurt van een wand (maakt trouwens niet veel uit waar) dan is nog altijd (een deel van) hun gewicht meetbaar op de weegscheel. Bevinden zij zich op voldoende afstand, dan zal (naast een hels kabaal, vliegende veren en algemene chaos) slechts een gewapper van lucht het gevolg zijn

Niet volgens Newton. Inwendige krachten kunnen géén invloed uitoefenen op de resultante. Als dat wel het geval was zouden we ook onszelf kunnen opheffen. Bij een vogel die boven in de lucht vliegt beschouw je gans de atmosfeer en de aarde als gesloten systeem. Als je een denkbeeldige rondom de aanneemt, zelfs een grote, gaat dit niet meer op. In het vliegtuig zal het gewicht van de vogel altijd meegeteld moeten worden.

[Brinx]

Een vliegtuig op kruishoogte (10km+) voel je ook niet overkomen. Een zwevende helikopter op een paar meter boven de grond wel! (een vliegtuig dat op deze hoogte passert ook, maar ik wil iedereen afraden dit zelf te ondervinden).

Dat je de verplaatste lucht van het vliegtuig dat op 10 km hoogte vliegt niet voelt komt, doordat de neerwaarts gerichte snelheid van de lucht die langs de vliegtuigvleugels is gegaan in korte tijd zo enorm dissipeert, dat het effectief een enorme 'footprint' heeft: een zeer groot oppervlak, waarover de lucht een zeer kleine neerwaartse snelheidscomponent heeft. Deze snelheidscomponent is in dit geval zo klein, dat hij overstemd wordt door willekeurige andere luchtstromingen en thermische trillingen op kleine schaal. Hij is er echter wel!

Het grondeffect dat merkbaar is wanneer luchtvaartuigen op kleine hoogte vliegen of hoveren, verandert hier niets aan: het zorgt er slechts voor dat vleugels bij eenzelfde vliegsnelheid als gevolg van het grondeffect meer lift genereren dan ze zouden doen op grote hoogte. De totaal gegenereerde liftkracht blijft uiteraard hetzelfde voor een op constant niveau vliegend luchtvaartuig, of het nou vlak boven de grond vliegt of op 10 km hoogte. Anders zou er sprake zijn van verticale versnelling van het toestel in een van beide gevallen! Een vliegtuig dat gebruik maakt van het grondeffect kan gewoon wat langzamer vliegen dan een toestel dat hoger vliegt.

Overigens kreeg ik de indruk van de stelling van het probleem dat het vliegtuig zelf op de grond stond (op een stel weegschalen), en de vogels slechts vlogen? Mijn excuses indien dit niet het geval is, maar de situatie verandert er toch niet door.

Even voor de volledigheid de veronderstellingen erbij:

-de vogels vliegen in een stabiele vlucht (i.e. geen plotselinge collectieve hoogteveranderingen van de vogelzwerm binnen het vliegtuig waardoor het gemeten gewicht gedurende korte tijd zou kunnen oscilleren, hoewel slechts een klein beetje - denk aan de springende gorilla's)

-geen massa- of energieuitwisseling van het vliegtuig en zijn inhoud met de omgeving (dit is dan ook een echte indek-clausule!)

Afijn, ik krijg het idee dat mijn reactie toch een beetje mosterd na de maaltijd is! Waarom is men er nog steeds niet uit? Zo moeilijk is het toch niet