Warum ist beim Parabelflug in dem kurzen Moment der Schwerelosigkeit das Flugzeug in der Bewegung nach oben und unten Schwerelos?
Also bei einem Parabelflug fliegt der Pilot an und ab den Moment wo er die Triebwerke aus macht es man schwerelos. Wieso? und wieso ist man wenn man wieder runter fällt auch kurz schwerelos?
6 Antworten
Mit "Schwerelosigkeit" bezeichnen wir (etwas irreführend) den dynamischen Zustand des freien Falls. Dabei ist der Körper ausschließlich den Gravitationsfeldern der Umgebung ausgesetzt, ohne weitere Kräfte wie z.B. laufendes Triebwerk oder abstützende Unterlage. Wörter wie z.B. "Gewichtslosigkeit" oder "Bodenlosigkeit" würden das besser treffen.
Der dauerhafte und völlig freie Fall ist z.B. bei antriebslosen Raketen, Raumschiffen oder Erdsatelliten gegeben. Im irdischen Alltag ist das wegen der kleinen Strecken nur kurzfristig und wegen der Luftreibung meist nur unvollkommen zu realisieren, z.B. mit dem Sprung von einem Sprungbrett oder dem Wurf eines Steines.
Beim Steinwurf z.B. ist der Stein bei Vernachlässigung der Luftreibung zwischen Abwurf von der Hand und Aufprall am Boden ausschließlich der Schwerkraft ausgesetzt (und damit keinesfalls "schwerelos" im Wortsinne). Dabei ist es völlig unerheblich, ob er sich auf seiner Wurfparabel gerade ostwärts, westwärts, aufwärts oder abwärts bewegt.
Beim oberen Wendepunkt der Flugbahn ist die erzielte Fallgeschwindigkeit nach unten gerade gleich der erzeugten Wurfgeschwindigkeit nach oben, die Geschwindigkeits-Addition ergibt null. Das ist auch beim Parabelflug des Flugzeuges so und hat nichts mit der sog. "Schwerelosigkeit" zu tun.
In der Praxis wird der Pilot beim Parabelflug die Triebwerke nicht ganz auf null stellen, um die rückwärts gerichtete Kraft der Luftreibung auszugleichen. Wenn sich beide Kräfte genau ausgleichen, ist das Flugzeug rechnerisch im freien Fall bzw. "schwerelos". Es wirkt z.B. keine Kraft zwischen den Passagieren und ihren Sitzen oder dem Reisegepäck und der Gepäckhalterung, alles schwebt.
Wie kommst Du jetzt auf so eine Idee? Die Schwerelosigkeit ist doch an keinen Punkt gebunden! Ich hoffte, das deutlich beschrieben zu haben:
Die sog. "Schwerelosigkeit", d.h. der freie Fall, beginnt mit dem Wegfall aller außer der Gravitation auf den Körper einwirkenden Kräfte und endet mit der Einwirkung solcher Kräfte. Das ist beim Steinwurf ab Trennung von der Wurfhand bis zum Aufprall auf dem Boden. Das ist bei einer Weltraumrakete ab Abschaltung des Triebwerks im Weltraum bis zur Einschaltung des Triebwerks oder dem Eintritt in die Atmosphäre (wegen der Luftreibung). Das ist beim Wassersprung (bei Vernachlässigung des Luftwiderstandes) vom Abheben der Füße am Sprungbrett bis zum Aufprall des Springers an der Wasseroberfläche. Das ist beim Fußball (bei Vernachlässigung der Luft) jede Zeit, in der der Ball keinen Körper berührt, also auch keinen Boden.
Alles klar jetzt?
Zunächst: die Triebwerke werden nicht ausgeschaltet.
Die Schwerelosigkeit im Flugzeug kommt dadurch zustande, dass sich das Flugzeug mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt, mit dem sich dein Körper ohne Flugzeug bewegen würde (freier Fall).
Beim Hochfliegen wird dein Körper vom Flugzeug auf eine bestimmte Geschwindigkeit in Aufwärtsrichtung gebracht. Ohne Krafteinwirkung fliegt dein Körper nun eine Wurfparabel weiter: noch ein Stück nach oben, bis die Vertikalgeschwindigkeit von der Erdbeschleunigung "aufgebraucht" ist, dann der obere Totpunkt und dann der Fall nach unten.
Ab einem gewissen Punkt beim Hochfliegen geht das Flugzeug genau in diese Flugbahn über, ab da herrscht im Flugzeug Schwerelosigkeit.
Das Flugzeug selbst ist nicht schwerelos, nur innerhalb des Flugzeugs herrscht schwerelosigkeit, da sowohl das Flugzeug, als auch der Inhalt exakt identisch beschleunigt werden und somit zwischen beiden keine Kraft übertragen wird.
Wenn du eine hohle Kugel mit einem Gegenstand im inneren nach oben wirfst und wieder auffängst, herrscht im inneren der Kugel auch Schwerelosigkeit und zwar von dem Moment an, wo sie deine Hand verlässt, bis zu dem Moment wo du sie wieder berührst. Das Flugzeug ahmt diesen Effekt nach, muss dabei allerdings darauf achten, die Flugbahn so zu wählen, dass es sich wieder fangen kann hinterher und nicht abstürzt.
Ein Körper, der sich in einer Wurfparabel befindet, also sich im freien Fall befindet (z.B. ein Geschoss) ist schwerelos. Eine exakte Parabel ergibt sich jedoch nur im Vakuum, da innerhalb der Atmosphäre die Flugbahn durch die Luftreibung gestört wird.
Fliegt ein guter Pilot mit einem Flugzeug genau eine Parabel mit der richtigen Geschwindigkeit, befinden sich die Gegenstände im Flugzeug quasi im freien Fall und sind somit schwerelos.
ohne "Antrieb" (also Beschleunigung, egal wie) ist jedes Objekt "schwerelos".
danke , aber wieso gibt es genau am obersten Punkt eine Schwerelosigkeit