Beschleunigung im Weltall - Physik vs. Gameplay

[Compfox]

vor 3 Stunden schrieb TopGun89:

Es kann durchaus sein das ich völlig falsch liege um die Impulserhaltung grade mal aufzunhemen , doch irgendwie hing mir noch im hirn dass :

Wenn ein Körper Beschleunigt wird müsste er doch (im luftleeren Raum ) sich immer weiter beschleunigen bis eine entgegenwirkende Kraft auftritt . In form von Feststoffen oder Steuerdüsen etc .

Liege ich damit noch richtig oder bewege ich mich in eine falsche Richtung ?

 

 

Bitte nicht verwechseln (passiert aber oft): Beschleunigung und Geschwindigkeit. Die Beschleunigung hört sofort auf, wenn die "schiebende" Kraft aussetzt. Das Gefährt wird dann halt nicht mehr schneller. Die Geschwindigkeit jedoch bleibt solange erhalten, bis eine entgegengesetzte Kraft einwirkt.

[Sushi]

@Compfox, die Beschleunigung hört auch auf, wenn die Leistung des Antriebes kleiner als der Energieaufwand ist, der erforderlich wäre, eine Masse weiter zu beschleunigen. Das vergessen hier auch viele.

Bearbeitet 9. März 2017 von Sushi

[FlameRider]

Ok danke ... ich lass mich da gern belehren ich hatte noch irgendwie im Hirn das der Gegenstand der einmal beschleunigt wurde ohne widerstand weiterbeschleunigt natürlich nicht schnell aber is ja klar das der Gegenstand nicht beschleunigt sondern den Impuls erhält XD wie das wort schon sagt und nicht impuls potenziert XD

Bearbeitet 9. März 2017 von TopGun89

[Marcel]

in dem Video wird es wissenschaftlich sehr gut erklärt,.... leider nur auf englisch

 

[Andre Blair]

in dem Video wird es wissenschaftlich sehr gut erklärt,.... leider nur auf englisch:lach3:

 

Jetzt habe ich es verstanden [emoji12]

sent via mobile device

[Chase Hunter]

Ach, ihr habt ja alle keine Ahnung! Ich nutze einen Antimateriereaktor mit Dilithiummatrix um ein Warpfeld aufzubauen und bin 10 mal schneller als das olle Licht. Eigentlich nicht, da ich mich qar nicht beschleunige sondern den Raum um mich krümme. Aber das sind zuviele technische Details die nur langweilen. Da es hier awwa um Unterlichtgeschwindigkeit geht, nehmen wir meinen Impulsantrieb. Der erzeugt durch elektromagnetische Mikrowellen Schub und is auch recht fix unnerwegs. Erde Mond in unter 4 Stunden!

Gruß

Chase

[Gast]

Wir sind im Weltraum und die Braut im Boot hat keine Vakuumverdrängung...

Ergo schiebt unser Adonis die Masse an, egal ob 250kg oder wie ich, 65kg 

Irgendwann schafft er jede Braut auf die gleiche Geschwindigkeit... hm...

[Alter.Zocker]

@Tamaya : Genau so ist es!

 

Egal wie schwer das jeweilige Raumschiff bzw. Mädel ist, die maximal mögliche Endgeschwindigkeit nach beliebig langer (bzw. unendlich langer) Zeit wird immer gleich sein bei identischen Antriebssystemen. Die BEschleunigung beider Raumschiffe ist jedoch wegen der unterschiedlichen Massen unterschiedlich. Das schwerere Schiff braucht wegen der geringeren BEschleunigung wesentlich länger als das leichtere Schiff, um die max. Endgeschwindigkeit zu erreichen. Bevor also auch das schwerere Schiff seine maximal mögliche Endgeschwindigkeit im kräftefreien Raum erreicht hat, wird das leichtere Schiff immer das Schnellere sein. Erst wenn die Endgeschwindigkeit beider Schiffe erreicht ist, fliegen beide gleich schnell (das leichtere fliegt schon viel länger mit dieser Geschwindigkeit und hat demzufolge auch schon eine viel längere Strecke zurückgelegt). Die Beschleunigung ist dann Null, weil sich Schiffe und Antriebsgase mit gleicher Geschwindigkeit, nur in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Es kann in diesem Zustand kein Impuls mehr vom Antriebsgas auf das Schiff übertragen werden, die Antriebskraft ist gleich Null und ohne Kraft erfolgt keine BEschleunigung mehr und ohne Beschleunigung ändert sich auch die GEschwindigkeit nicht mehr.

 

 

[Gast]

Danke... mir war das klar... nur es klang irgendwie anders... von anderen :-)

Ich buche jetzt bei SpaceX und probier das 

[Sushi]

@Alter.Zocker @Tamaya WolfIhr vergesst immer, dass das Gas auch eine Masse hat, die sich vom Raumschiff aus in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Die Geschwindigkeit, mit der sich Gas und Raumschiff VONEINANDER entfernen, ist irgendwann gleich, nicht aber die Endgeschwindigkeit der Raumschiffe.

 

Edit: is' ja Quatsch zumindest teilweise... Gas und Raumschiff entfernen sich ja von Anfang an mit einer konstanten Geschwindigkeit voneinander, nur wärend die relative Geschwindigkeit des Raumschiffes zunimmt, nimmt die des Gases ab.

Bearbeitet 10. März 2017 von Sushi

[Gast]

Hab Knoten im Hirn... ich guck lieber weiter Black Swan... 

[OMC_Drake62]

Ich hab das noch nicht verstanden. Nehmen wir mal ein naheliegendes Beispiel: Also, fliegt ein Schaf im Weltall. Um auf optimale Beschleunigung zu kommen, klingt es einen kräftigen Furz aus. Die Gase werden sofort entzündet. Daraus ergeben sich folgende Fragen

1. Wie groß wird die maximale Geschwindigkeit bei der Entfernung von Furz zu Schaf?

2. Ist damit zu rechnen, dass sich das Schaf bei dem Manöver den Arsch absengt?

3. Leidet die Qualität der Wolle unter dem Manöver?

4, Welches Graß muss man rauchen, um bei dem Thema mithalten zu können ?

 

Fragen über Fragen

 

[Sushi]

Stolpere gerade über das Wörtchen 'unendlich'. Auch hatte ich einen Gedankenfehler. Momentan denke ich, Alter.Zocker hat recht... könnte aber sein, dass ich meine Meinung nochmal ändere. Wäre aber eh nur theoretisch möglich, da uns nicht unendlich viel Energie zur Verfühgung steht.

Bearbeitet 10. März 2017 von Sushi

[Alter.Zocker]

@Sushi: Ja da hörte ich jetzt förmlich zwischen Deinen letzten Posts den Knoten im Hirn platzen  Natürlich ist das alles nur theoretisch, genau so wie der erwähnte "kräftefreie Raum", den es in der Realität genau so wenig gibt, wie unendliche Treibstoffvorräte o.ä., aber um die physikalischen Gesetzmäßigkeiten anschaulich zu formulieren und besser zu verstehen, vereinfacht man die Realität durch solche theoretischen Annahmen.

[Compfox]

vor 16 Stunden schrieb Sushi:

@Compfox, die Beschleunigung hört auch auf, wenn die Leistung des Antriebes kleiner als der Energieaufwand ist, der erforderlich wäre, eine Masse weiter zu beschleunigen. Das vergessen hier auch viele.

 

Äääähm....Nein.

Die Beschleunigung hört dann nicht auf, sondern wird nur geringer. Solange wie "hinten" irgendetwas schiebt, wird`s vorne schneller. gal wie klein diese Kraft auch ist. Jede Energie, die in das System hiniein gesteckt wird, muss ja irgend ein Resultat ergeben. 

Bearbeitet 10. März 2017 von Compfox

[Sushi]

@Compfox, aber wir haben hier doch zwei immer zwei Massen (Gas und Raumschiff), die beschleunigt werden. Bei eurer Berechnung hätten ja die Gase irgendwann die Geschwindigkeit Null, und alle Energie würde das Raumschiff vorwärts bewegen, und das geht doch nicht... oder bin ich tatsächlich zu blöd.

[Compfox]

Du darfst hier nicht in "absoluter" Geschwindigkeit denken. Die gibt es nämlich nicht. Für einen Beobachter, an dem das Schiff vorbeifliegt, kann es tatsächlich so aussehen, als stünden die Gase still. Von der Sicht des Piloten aus, fliegen sie aber immer mit der selben Geschwindigkeit nach hinten weg.

 

Filmchen dazu ? 

 

 

[Sushi]

@Compfox. Dat mit der absoluten Geschwindigkeit ist mir schon klar. Mein Problem ist/war zu verstehen, warum die Beschleunigung weiter geht, wenn doch Masse und Geschwindigkeit der austretenden Gase gleich der Masse und Geschwindigkeit des Raumschiffes sind - aber ich komm' langsam drauf. Mal sehen: Raumschiff und Gas bilden eine Einheit und das Gas strömt kontinuierlich mit 4500m/s hinten raus, und versucht dabei ständig, das Raumschiff zu beschleunigen. Je näher die Geschwindigkeit des Raumschiffs sich aber diesen 4500m/s nähert, desto geringer wird die Beschleunigung, da die Kräfte des Antriebs in zwei Richtungen wirken. Das würde bedeuten, dass die Beschleunigung niemals aufhört, das Schiff aber auch niemals die 4500m/s erreicht. Die Beschleunigung wäre dann unendlich gering. Hab ich das jetzt so richtig verstanden?

Bearbeitet 10. März 2017 von Sushi

[Alter.Zocker]

Langsam können wir hier mal einen Physik Leistungskurs draus machen.

 

Gedankenexperiment:

 

Anfangsbedingung:

Das Raumschiff befindet sich im kräftefreien Raum, in Ruhe, Geschwindigkeit Null, keine BEschleunigung, Antrieb ist aus

 

Start des Antriebes mit voller Leistung:

Antriebsgase strömen im Moment des Starts mit Vgas aus den Antriebsdüsen, die Antriebsgase entfernen sich vom Raumschiff also mit Vgas, aber im ersten Bruchteil der ZEit nach Start des Antriebes ist die Geschwindigkeit des Raumschiffes selber noch fast Null, also gegenüber der "Umgebung" steht das Schiff noch nahezu still, während die Antriebsgase mit Vgas nach"hinten" fliegen. Gas und Schiff entfernen sich mit Vgas voneinander, aber das Schiff steht ggü der Umgebung noch fast still. Durch den übertragenen Impuls wirkt nun aber eine kontinuierliche KRaft und die wird in Abhängigkeit der Massen in BEschleunigung des Schiffes umgesetzt, d.h. die GEschwindigkeit des Schiffs verändert sich kontinuierlich(steigt)

 

BEschleunigungsphase:

Antriebsgase strömen weiterhin mit der konstanten Austrittsgeschwindigkeit Vgas aus den Antriebsdüsen, das Schiff steigert entsprechend der wirkenden BEschleunigung durch den übertragenen Impuls seine Geschwindigkeit gegenüber der Umgebung, Schiff und Gas entfernen sich immer nochmit der selben GEschwindigkeit Vgas, d.h. gegenüber der Umgebung wird das Gas langsamer.

.

.

.

nach seeeehr viel Zeit:

Antriebsgase strömen weiterhin mit der konstanten Austrittsgeschwindigkeit Vgas aus den Antriebsdüsen, das Schiff beschleunigt aber nur noch sehr sehr gering, da die GEschwindigkeit des Schiffes fast die Austrittsgeschwindigkeit des Gases Vgas erreicht hat. Der übertragene Impuls vom Gas auf das Schiff ist nur noch seeehr gering. Gegenüber der Umgebung ist die GEschwindigkeit des Antriebsgas sehr gering, dafür fliegt das Schiff fast mit der Austrittsgeschwindigkeit Vgas.

. 

.

.

nach unendlich langer ZEit:

Statischer Zustand konstante (End-)Geschwindigkeit:)

Antrieb läuft immer noch (unendlicher Treibstoffvorrat), das Antriebsgas strömt weiterhin mit der konstanten Austrittsgeschwindigkeit Vgas aus den Düsen. Da nun aber nach unendlich viel Zeit im kräftefreien Raum die GEschwindigkeit des Schiffes bei zuletzt nur noch geringsten BEschleunigungswerten endlich die AustrittsgEschwindigkeit des Antriebsgases Vgas erreicht hat, wirkt keine Kraft mehr durch den ANtrieb auf das Schiff, es erfolgt keine BEschleunigung, damit auchkeine weitere GEschwinidigkeitssteigerung, der Antrieb könnte also abgeschaltenwerden, er bringt keine BEschleunigung mehr zu Stande, das Gas steht gegenüber der Umgebung still, denn das Schiff bewegt sich nun mit der GEschwindigkeit Vgas durch den kräftefreien Raum....

ähhmm...

stimmt das so?...ich bin langsam selbst etwas verwirrt..oder ist es doch anders....

 

Ist es vielleicht so,dass die maximale Endgeschwindigkeit des Schiffes nur die halbe Austrittsgeschwindigkeit des Gases (also Vgas/2) ist, so dass sich am Ende der laaaangen BEschleunigungsphase Gas und Schiff zwar voneinander immer noch mit Vgas entfernen, ABER gegenüber der Umgebung nur mit jeweils der halben Austrittsgeschwindigkeit bewegen, also das Gas gegenüber der Umgebung mit -Vgas/2("-" vektoriell für Rückwärts) und das Schiff mit +Vgas/2 vorwärts?...?

Die Massenverhältnisse (Masse Schiff und Masse Antriebsgas) spielen doch wohl eine Rolle bei der max.Endgeschwindigkeit.... Die Frage ist,ab wann wirkt keine Antriebskraft mehr auf das Schiff, die Summe aller Impulse (nach Vorne und hinten) bleibt ja konstant...

.

...AAAAHHRRGGG

Jetzt habt ihrs geschafft, am Freitag Nachmittag wirft der selbsternannte Erklärbär des Forums das Handtuch und übergibt an die Physik-Leistungskursler....

 

 

Edit:

GRad noch mal gegoogelt und Wikipedia "gewälzt". Die Massenverhältnisse von Schiff und Antriebsgasen spielen bei der Geschwindigkeit sehr wohl eine Rolle, nur indem theortischen "Extremfall" Masse des Schiffs gleich "null", Masse der Antriebsgase ist viel größer Null kommt es nachmeiner Einschätzung zu dem Fall,dass die Schiffsgeschwindigkeit bis zur Austrittsgeschwindigkeit des Gases ansteigt. Schneller als die Austrittsgeschwindigkeit wird das Schiff aber auf keinen Fall (Energie würde hinzugefügt, Impulserhaltung nicht mehr gewährleistet,...)

Bearbeitet 10. März 2017 von Alter.Zocker

[Sushi]

Jippie, ich hab's wieder geschaft... es herrscht Chaos... hehehe

 

@Alter.Zocker, jetzt komm mir nicht so (dein letzter Absatz)... jetzt hatte ich mich gerade damit abgefunden, unrecht zu haben (was einen tiefen Kratzer in meinem Ego hinterlassen hat), da erzählst du, dass ich vielleicht doch recht habe? Nenene... sooo nich'. (Hiiielfe, wieder Knoten im Hirn)

 

Mittlerer Absatz... wenn dieser Ansatz stimmt (Schiff beschleunigt immer weiter), wird es aber doch trotzdem nie VGas erreichen. Das Gas stützt sich ja hinter dem Schiff nicht an einem festen Punkt ab, sondern überwindet die Trägheit des Schiffes mittels seiner eigenen Trägheit... oder?

 

Noch was: was ich da im Hirn habe - ist das jetzt ein Doppelter-Schotstek oder ein Laufender-Palstek?

Bearbeitet 10. März 2017 von Sushi

[Sushi]

vor 14 Stunden schrieb Drake62:

Ich hab das noch nicht verstanden. Nehmen wir mal ein naheliegendes Beispiel: Also, fliegt ein Schaf im Weltall. Um auf optimale Beschleunigung zu kommen, klingt es einen kräftigen Furz aus. Die Gase werden sofort entzündet. Daraus ergeben sich folgende Fragen

1. Wie groß wird die maximale Geschwindigkeit bei der Entfernung von Furz zu Schaf?

2. Ist damit zu rechnen, dass sich das Schaf bei dem Manöver den Arsch absengt?

3. Leidet die Qualität der Wolle unter dem Manöver?

4, Welches Graß muss man rauchen, um bei dem Thema mithalten zu können ?

 

Fragen über Fragen

 

 

1. Kommt darauf an, welche Sorte Gras das Schaf gefressen hat und welches Gas während der Verdauung hieraus entstand.

2. Möglicherweise. Von der BG Schafe im Weltraum wird darum empfohlen, den gefährdeten Bereich mit Hitzeschutzkacheln zu verkleiden.

3. Nicht, wenn die Empfehlung der BG Schafe im Weltraum befolgt wird.

4. Gras rauchen reicht da nicht, da helfen nur die schönen, bunten Pillen.

 

Dann wäre das ja jetzt auch geklärt.

Bearbeitet 10. März 2017 von Sushi

[Chase Hunter]

@Sushisieht mir eher nach dem hier aus

der hier is zu einfach

 

 

@Alle Vgas/2 dürfte physikalisch korrekt sein, wenn mich meine Physikkenntnisse nicht im Stich lassen.

um weitere Verknotungen zu iniziieren

Alternative Antriebsformen wie Dimensionsantriebe sollte man auch bedenken. Gerade weil es Absolutgeschwindigkeit nicht gibt. Man vergisst, dass alles im Universum in permanennter Bewegung ist. und das teilweise recht schnell. Wenn also eine Galaxie sich mit 600 Km/s von uns wegbewegt, wie schnell müssen wir sein, wenn wir keine alternativen Antriebe nutzen? Oder bewegt sich unsere Galaxie gar auf gleichem Niveau in die andere Richtung?

So, spätestens jetzt isses so einer

[Sushi]

@Chase Hunter, neee du... die sind ja einfach... das Erste ist ein Schotsteg, das Zweite müsste ein Palsteg sein und das Letzte ist ein Rundtörn mit zwei halben Schlägen.

Bearbeitet 10. März 2017 von Sushi

[Sushi]

vor 2 Stunden schrieb Alter.Zocker:

Edit:

GRad noch mal gegoogelt und Wikipedia "gewälzt". Die Massenverhältnisse von Schiff und Antriebsgasen spielen bei der Geschwindigkeit sehr wohl eine Rolle, nur indem theortischen "Extremfall" Masse des Schiffs gleich "null", Masse der Antriebsgase ist viel größer Null kommt es nachmeiner Einschätzung zu dem Fall,dass die Schiffsgeschwindigkeit bis zur Austrittsgeschwindigkeit des Gases ansteigt. Schneller als die Austrittsgeschwindigkeit wird das Schiff aber auf keinen Fall (Energie würde hinzugefügt, Impulserhaltung nicht mehr gewährleistet,...)

 

Jetzt nochmal für so 'nen faulen Hauptschüler wie mich... heißt das jetzt Vmax des Schiffes ist dann erreicht, wenn Geschwindigkeit und Masse der austretenden Gase gleich der Geschwindigkeit und Masse des Schiffes ist oder beschleunigt es unendlich weiter, bleibt aber immer unter VGas, weil die Beschleunigung immer weiter sinkt?

[Alter.Zocker]

Ganz so einfach, wie ich (und andere) mir das hier ausgedacht haben, ist es doch nicht.

Man MUSS die Massen berücksichtigen und zwar:

 

1. Treibstoffmasse (aus der Treibstoffmasse "wird" die Masse der Antriebsgase)

2. die Masse des leeren Raumschiffes, also wenn der gesamte Treibstoff als Antriebsgas ausgestoßen wurde

 

Bezogen auf die Austrittsgeschwindigkeit Vgas würde dann vektoriell gelten:

 

V(Raumschiff) = -V(Antriebsgas) x Verhältnis Treibstoffmasse/Raumschiffleermasse

 

Soweit so klar,  das ist im Prinzip der Impulserhaltungssatz für zwei Massen mit zwei Geschwindigkeiten.

Das würde u.a. auch bedeuten, wenn die Treibstoffmasse größer, als die Raumschiffleermasse ist, dann könnte dias Raumschiff sogar SCHNELLER als die Austrittsgeschwindigkeit fliegen, und somit liege ich in meiner Behauptung weiter oben falsch ABER und jetzt wirds etwas komplizierter, es könnten sich schnell Knoten im Hirn bilden:

 

Dieser Zusammenhang gilt NUR, wenn das Raumschiff seinen Treibstoff komplett auf einen Schlag abgibt also quasi zur selben Zeit den gesamten Treibstoff in einem Augenblick verbrennt und ausstößt. Das entspräche einem einmaligen elastischen Stoß zweier Massen Das passiert in der Realität natürlich nicht, sondern hier wird über einen längeren Zeitraum (die max. BRenndauer) der Treibstoff schrittweise verbrannt und als Gas ausgestoßen , das Raumschiff erhält seinen Impuls und damit eine Beschleunigung aber und das ist der Knackpunkt dabei, der noch nicht ausgestoßene Treibstoff, der ja noch an Bord des Raumschiffes ist, erhält ebenfalls den Antriebsimpuls und mus sozusagen mitbeschleunigt werden, bevor er dann später irgendwann an der Reihe ist, um ausgestoßen zu werden....Da kommen jetzt im einfachen Fall Logarithmen oder gleich irgendwelche Differentialgleichungen mit ins Spiel, dafür liegt meine letzte Physik- bzw. Mathe-stunde zu lange zurück und Feitag abend fällt dann das Denken ohnehin schwer, sodass ich ab hier bereitwillig an Andere übergebe möchte