Anonym
Anonym fragte in Wissenschaft & MathematikPhysik · vor 8 Jahren

Wie schnell, müsste ein Mensch mit seine Arme schwingen, um fliegen zu können?

18 Antworten

Bewertung
  • KN
    Lv 7
    vor 8 Jahren
    Beste Antwort

    Wenn er keine Hilfsmittel benutzt, also nur die Arme?

    Für eine physkalische Berechung muss muss man zu maächst mal die Arme betrachten. Der Arm selbst ist ziemlich zylindersymetrisch. Das hat zur Folge, dass bei der Aufwärtsbewegung die gleichen Kräfte wirken wie bei er Abwärtsbewegung. Ein Fliegen wird dadurch unmöglich. Betrachte ich mal die Hand so hat diese flach aufliegend eine Fläche Af von etwa

    As=0,1 m * 0.15 m = 0.015 m².

    Senktrecht dazu hat sie eine Fläche As von

    As= 0,02 m * 0,15 m = 0.003 m².

    Somit kann man mit flacher Hand nach unten eine größere Kraft entwickeln als mit senkrechter Hand nach oben.

    Die Luftwiderstandskraft Fl ist gegeben durch

    F = 1/2 rho A cw v²

    Dabei ist

    rho = Dichte der Luft = 1,2 kg/m³

    A =Querschnittfäche senkrecht zu Bewegungsrichtung

    cw = der Widerstandsbeiwert (Für ein Quadrat ca cwf=1.1, für ein langes Rechtecke ca. cws=2)

    v = Strömungsgeschwindigkeit.

    Nächste Annahme: Die Armbewegung erfolgt glechmäßig beschleunigt mit der gleichen Betrag der Beschleunigung a für die Beschleunigungs - und Verzögerungsphase für den Abwärts- und den Aufwärtsschlag. Die Hand klappt in in einer vernachlässigbar kurzen Zeit von der Quer- zur Senkrechtstellung. Sei ferner T die Schwingungsdauer der Armbewegung

    Die Geschwindigkeit v(t) der Hangbewegung ist also

    v(t) = a t falls 0< t<=T/4

    v(t)= v(T/4) - a t falls T/4<t<=3 T/4

    v(t) = v(3 T/4) + a t falls 3 T/4 < t <= T

    Ferner ist

    A(t) = Af falls 0<t<=T/2

    A(t) = As falls T2<t<=T

    cw(t) = cwf falls 0<t<=T/2

    cw(t) = cws falls T2<t<=T

    Also Kraft-Zeit-Funktion ergibt sich:

    F(t) = 1/2 rho A(t) cw(t) v(t)²

    Der zeitliche Mittelwert der Kraft ist dann

    Fm = 1/T * Integral (1/2 rho A(t) cw(t) v(t)² dt) von 0 bis T

    =1/T ( Integral (1/2 rho Af cwf v(t)² dt) von 0 bis T/2 + Integral (1/2 rho As cws v(t)² dt) von T/2 bis T)

    Da sowohl das erste als auch das zweite symmetrisch bezüglich t=T/4 bzw t=3/4 T sind, v(T/2)=0 vereinfacht sich das ganze zu

    Fm = 1/2 rho (Af*cwf-As*cws) 2/T* Integral((a t)² dt) (von 0 bis T/4)

    Fm= 1/2 rho (Af*cwf-As*cws) 2/T (a² t³/3) |von 0 bis T/4

    Fm = 1/2 rho (Af*cwf-As*cws) 2/T * a² T³/128

    Fm = 1/2 rho (Af*cwf-As*cws) a² T²/64

    Für die Bewegung des Arms steht ein Weg s=1,5 m von oben nach unten zur Verfügung die er in der halben Schwingungsdauer zurücklegt. Bis um Erreichen der Maximalgeschwindigkeit hat er den halben weg und T/4 Zeit zur verfügeng, also

    s/2= 1/2 a (T/4)² = 1/32 a T²

    a= 16 s/T²

    im Fm eingesetzT

    Fm= 1/2 rho (Af*cwf-As*cws) 256 s²/T^4 * T²/64

    Fm= 2 rho (Af*cwf-As*cws) s²/T²

    Damit ein Fliegen möglich ist muss Fm mindestens gleich der Gewichtskraft Fg sein., also

    Fg = 2 rho (Af*cwf-As*cws) s²/T²

    T=Wurzel(2 rho (Af*cwf-As*cws) s²/Fg)

    mit obigen Werten ergibt sich für einen Menschen mit Fg= 750 N

    T= Wurzel( 1/2 1.2 kg/m³ (0.015m² * 1.1 - 0.003 m² *2) * (1.5 m)²/750 N)

    T= 8.7 ms

    Die Schlagfrequenz f wäre dann

    f= 1/T = 115 Hz

    Die Beschleunigung ist dann

    a= 16 s/T² 16 * 1.5 m/(8.7 ms)² = 320 km/s²

    Die Maximalgeschwindigkeit vmax ist dann

    vmax= a * T/4 = 690 m/s = 2500 km/h

    (Ich habe jeweils auf eine Stunde gerundet)

    In der Nähe des Schallgeschwindigkeit sind höhere Dichten cw-Werte einzusetzen einzusetzen, da die Druckewelle im Medium sich nicht schnell genug ausbreiten kann. Somit ist die reale Schlagfrequenz niedriger. Selbst wenn man mit 1/10 Der Schalgfrequenz auskämmer, wäre die Beschleunigung immer noch 3,2 km/s² = 320 g. Das hält kein Muskel oder Knochen aus.

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  • Anonym
    vor 8 Jahren

    Das kommt ganz auf den Winkel an, unter dem du die Arme in Relation zum Körper schwingst! ;-)

    Ich kenne aber viele Menschen, die sind schon geflogen, ohne mit den Armen zu schwingen. ;-)

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  • Anonym
    vor 8 Jahren

    Auf die Arme alleine kommt es ja nicht darauf an, da gibt es viele anderen Faktoren

    Einer davon ist unser Gewicht. Wir haben gefüllte Knochen, wenn man so will. Vögel können fliegen, weil ihre Knochen hohl sind. So sind sie um ein vielfaches leichter

    Immerhin können wir noch auf die Nase fliegen

    __________________________________________

    Ich habe mich noch ein wenig umgeschaut im Netz. Ich wollte wissen, welche Kraft man nehmen müsse, wenn wir wie die Vögel hohle Knochen hätten. Doch ich fand nichts. Nur Hinweise darauf, dass die Forscher selber nicht genau wissen, warum ein Vogel nun genau fliegen kann und warum nicht. Die Flügel alleine machen den Unterschied nicht auch, und scheinbar auch nicht die hohlen Knochen. Angeblich sind bei den Vögeln auch schwere Vögel schneller, als die kleinen.

    Wenn wir den Adler als Beispiel nehmen, müssten unsere Arme mindestens 3mal länger sein als unser Rumpf. Damit wir erst einmal die Kraft ansich aufbauen "könnten" Doch auch die Spannweite alleine macht es nicht aus, auch die Gravitation, die Luft und noch vieles mehr sind relevant dafür, warum Vögel fliegen. Da Forscher dies noch nicht geknackt haben, wie das wirklich möglich ist (denn es gibt viele Forscher, die sich wiedersprechen) können wir auch schlecht ermessen, wie unser Körper sich verändern müsste, um fliegen zu können

    Alleine mit den Armen rudern geht nicht, egal wie schnell wir rudern würden

    Doch wir Menschen sind ja angeblich intelliegent. Wir wissen, wie uns zu helfen ist. In dieser Situation haben wir uns einerlei Hilfsmittelchen besorgt, wie das Delta-Fliegen

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  • ?
    Lv 7
    vor 8 Jahren

    Das geht nicht, egal wie schnell einer die Arme schwingt.

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  • Betty
    Lv 7
    vor 8 Jahren

    Vergess es, das schafft kein Mensch ;)

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  • vor 8 Jahren

    Trink lieber einen Red Bull - also - da Menschen keine Federn haben, nützt das Arme schwingen gar nichts. Es würde keinen Auftrieb geben.

    Darum haben kluge Köpfe den Drachen erfunden. Drachenflieger müssen nun aber gar nichts schwingen, um Auftrieb zu bekommen. Es reicht völlig, einen hübschen Berg zu finden, um sich dort in die Lüfte zu erheben.

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  • Pankh
    Lv 6
    vor 8 Jahren

    keine chance.

    Flügel haben eine extrem ausgefeilte, aerodynamisch perfekt angepasste struktur, die man an einem menschenarm in 100.000 jahren nciht finden würde :))

    Kurz gesagt, wenn ein mensch mit den armen schwingt, erzeugt er kräfte, die ihn genauso nach oben wie nach unten ziehen ---> fliegt nicht, aber fällt sehr gut !

    Frag besser, wie groß die flügel eines engels sein müssten, damit dieser fliegen KÖNNTE, gäbe es ihn den :))

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  • vor 8 Jahren

    Ich denke ein Mensch könnte mit den Armen bis zum Sankt Nimmerleinstag schwingen und könnte immer noch nicht fliegen .

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  • Anonym
    vor 8 Jahren

    Wieso die Arme schwingen.

    Es reicht doch verliebt zu sein, um abzuheben.

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  • vor 8 Jahren

    Ganz langsam unter Wasser-

    es kommt also auch auf das Energieumfeld an.

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