Wird das Gewicht von einem fliegenden Helikopter in einer Glaskugel auf einer Waage unter einer Glaskugel gemessen oder nicht?

6 Antworten

Ja.

Es gab eine ähnliche Frage, u.a. bei den Mythbusters, bei dem es darum ging, ob der Fahrer eines Transporters mit n Tauben der durchschnittlichen Masse m, der leer das Höchstgewicht für eine Brücke unter, voll aber überschreitet, das Problem umgehen könne, indem er die Tauben aufscheucht.

Zumindest dann, wenn der Laderaum geschlossen ist, macht es überhaupt keinen Unterschied, ob die Tauben fliegen. Wenn sie fliegen, sorgen die Flügelbewegungen dafür, dass die Luft im Lastwagen eine der Gewichtskraft

(1.1) m·|g› = –m·g·|e.z›

pro Taube (|e.z› ist ein Einheitsvektor, der nur eine Richtung zeigt, nämlich nach oben) entgegengesetzte Auftriebskraft

(1.2) |F.A› = +m·g·|e.z›

ausübt. Das heißt aber nach Newtons Wechselwirkungsprinzip

(2) |F₂₁› = – |F₁₂›

jede Taube auf die Luft genau die Gegenkraft (1.1) ausüben muss, also gerade die Gewichtskraft, und wenn der Wagen geschlossen wird, kann die Kraft nicht über außen gelegene Luftmassen an den Erdboden weitergeleitet werden, sondern auf den Lastwagenboden, der sie an die Brücke weiterleitet.

In diesem Fall ist es nicht anders. Der Helikopter geht mit seinem vollen Gewicht in das der Glaskugel mit ein, denn sie ist ja sicherlich geschlossen gedacht.

Was für eine Wirkung soll die Glaskugel denn dabei haben? Um das zu klären schlage ich vor, wir wandeln das Gedankenexperiment ab und nehmen statt der Glaskugel einen luftgefüllten Foliensack. Es ist erstens viel einfacher, den Helikopter da hineinzubekommen und das Experiment tatsächlich auszuführen. Und zweitens macht dieser dünne Wegwerfbehälter es der Vorstellungskraft leichter, die folgende Frage zu stellen:

Was passiert, wenn der Helikopter im Foliensack fliegt und wir, während er fliegt, den Sack nun einfach aufschneiden und entfernen? Wie wird sich dabei das angezeigte Gewicht verringern: Um das Gewicht der Folie oder auch um das Gewicht des Helikopters?

Die Waage zeigt an:

  Das Gewicht der Glaskugel
+ das Gewicht des Helikopters
+ das Gewicht der Luft in der Glaskugel
- das Gewicht der von der Glaskugel verdrängten Luft.

Ist dir das genau genug?

Und es ist völlig Wurscht, was der Heli innerhalb der Kugel für Veranstaltungen macht.

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