Frage von DMHHHH, 65

Was passiert mit einer Drohne im ICE bei 300 Km/h (Trägheit der Masse) ?

Hallo :) , Mich würde interessieren was mit einer Drohne (die kleinen steuerbaren Hobby-Fluggeräte) in einem ICE Zug passiert, welcher 300Km/h schnell fährt. Man kennt es ja, dass man aufgrund der Trägheit der Masse nicht nach hinten fliegt im Bus/Zug. Wie sieht es aber mit einer Drohne aus die einfach im ICE fliegt bzw konstant schwebt ?. Knallt die irgendwann einfach gegen die Wand mit 100-200 Km/h, weil sich der Zug immernoch bewegt und die Drohne halt keine Beschleunigung mehr hat und somit immer langsamer wird ?.

Danke im voraus :)

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 41

Hallo DMHHH,
nein, die Drohne berührt eher irgendwann die Decke.
Ich fürchte, Du kennst zwar den Begriff der Massenträgheit, hast aber Galileis Prinzip der Trägheit noch nicht richtig durchdrungen:
Ein Körper verharrt solange in Ruhe oder im Zustand geradlinig-gleichförmiger Bewegung, solange nicht eine Kraft auf ihn wirkt, die diesen Zustand ändert.
Mit anderen Worten, die Kraft ist nicht notwendig, um die Bewegung der Drohne aufrechtzuerhalten, sondern um sie zu ändern. Könnte der ICE wirklich geradlinig-gleichförmig weiterfahren, so würde die Drohne auch immer - relativ zum Zug - an derselben Stelle verharren, an der sie schwebt.
Ohne Galileis Trägheitsprinzip müsste von uns aus betrachtet jede in Freien schwebende Drohne ja nach Westen abgedriftet werden, weil sich die Erde Richtung Osten um die eigene Achse dreht.
Dass wir von der Bewegung nichts merken, liegt am Trägheitsprinzip, aber auch an Galileis Relativitätsprinzip:
In einem ruhenden und einem geradlinig-gleichförmig bewegten Koordinatensystem gelten dieselben Naturgesetze. Daher lässt sich geradlinig gleichförmige Bewegung eines Systems stets wegtransformieren und das System als ruhend betrachten.
--
Wahrscheinlich Richtung Decke driften würde die Drohne deshalb, weil der ICE sich gar nicht geradlinig-gleichförmig bewegt, wenn er "geradeaus fährt", sondern der Erdkrümmung folgt. Die ist so stark, dass der Horizont für einen ca. 1,7 m großen Menschen in nur etwa 4,6 km Entfernung liegt (s. Knorkator: "Wie weit ist es bis zum Horizont?" ) d.h., eine in dieser Entfernung auf dem Boden liegende Münze - oder sonst irgendetwas Flaches - würde tatsächlich hinter der Erdkrümmung verschwinden.

Antwort
von dompfeifer, 26

Warum sollte sich die Drohne im Flugzeug anders verhalten als in der Wohnstube, solange sich das Flugzeug gleichmäßig bewegt? Wenn natürlich das Flugzeug irgend eine Beschleunigung erfährt (schneller, langsamer, Kurve oder schütteln), unterliegt sie genauso dem Trägheitsprinzip wie die Passagiere in den Sitzen. Die Drohne wird dann ohne steuernden Eingriff gegen eine Wand getrieben aufgrund ihrer Trägheit wie jeder andere Körper.

Antwort
von DrBraune, 37

Ja das geht da in dem Zug keine so starke lufzströmung hat wie außerhalb( da gibt es eine schönen versuch dazu: man spricht auf einenem fahrenden Bus hoch und man springt in einenem fahrenden Bus los. Inen passiert nicht, oben wird er zurück geschleudert( Galileoversuch)), somit kann dein kleiner Quadrocopter nicht an eine Wand gedrückt werden, sofern du fliegen kannst;-). Auf dem Boden ist das ja wieder was anderes da sich die Luft Un dem Zug ja nicht ruckartig beim bremsen und beschleunigen vor und zurück bewegt! Während dem fahren rollt ja auch deine Flasche nicht weg!! (ohne Steigung)

Antwort
von GabbaWally, 57

wenn der zug nicht sonderlich beschleunigt/bremst passiert gar nichts.

edit: wobei ich nicht weiß wie die elektronik der drohne damit zurecht kommt?

scheint aber zu gehen wenn du manuell steuerst:

Kommentar von DrBraune ,

Das müsste gehen wenn man selbst fliegt da für die Elektronik der Quadrocopter ja schwebt!

Kommentar von SlowPhil ,

wenn der zug nicht sonderlich beschleunigt/bremst...

...oder seine Richtung ändert...

...passiert gar nichts.

Idealerweise nicht, aber die Erdoberfläche ist ja nicht flach. Der Erdradius erscheint uns mit R≈6400 km riesig, aber wenn ein Mensch mit der Augenhöhe z.B. h=1,8m=18⋅10⁻⁴km auf einer völlig "flachen" Ebene sein Portemonnaie verliert und das erst nach einigem Weitergehen merkt, kann er es schon nach der vergleichsweise kurzen Strecke von

√{(R+h)²-R²} = √{2hR+h²} ≈ √2hR = √{R/km}√{2h/km} km ≈ 80√{2h/km} km = 80⋅√{3610⁻⁴} km = 80⋅6⋅10⁻²km = 4,8 km

selbst mit einem guten Fernrohr nicht mehr sehen, weil es hinter dem Horizont verschwindet (tatsächlich ist es etwas weniger, da der Erdradius knapp 0,5% kleiner ist, was radiziert knapp 0,25% ausmacht). Und was sind schon 4,8 km für einen ICE?

Antwort
von Supabrain0001, 47

Gute Frage !!!! normal müsste sie im Beschleunigten system aus startend kurz mitfliegen 1sec dann wirklich gegen die wand prallen weil GPS versucht die geschwindigkeit beim start zu drosseln um den ausgangspunkt des starts zu halten.

Kommentar von DMHHHH ,

Danke für deine Antwort :). Meine Frage war aber leider nicht auf das GPS bezogen, ging rein um den physikalischen Aspekt.

Kommentar von Supabrain0001 ,

öäöä

Kommentar von DrBraune ,

Da GPS kann man ja auch ausschalten, Leute!!!! Wer ohne das nicht fliegen kann sollte es eh lassen!! :-)

Antwort
von mare66, 48

Das ist eine gute Frage, vor allem interessant wie sich der Accelerometer wohl verhält? 

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