Mathematik und Jondalar

[fallili]

Die NASA will aber auch nach den heftigen Unfällen offenbar nicht auf den Druck verzichten, sonst würden sie ja nicht weiter ordentlich Feuer machen. Das muss doch einen Grund haben - oder?

Doch, die Nasa liest ja über die NSA sowieso hier mit. Die entwickeln jetzt gerade schon ein Ziegeltriebwerk. Der Treibstofftank wird mit 5000 t Ziegeln gefüllt und ein Astronaut muss alle Sekunde einen rauswerfen, dann ist der Flug sicher und die Ziegel können auch weitgehend recycled werden.

Wart nur ab, in 5 Jahren gibt es die erste Ziegelwurfrakete.

Herzliche Grüße

Und je mehr Ziegel man mit nimmt die man raus werfen kann umso größer die Geschwindigkeit v(m). Dann wird ln(m0/m) nämlich schön groß, was einen guten Schub ergibt. Man kann auch noch was gewinnen, wenn man durch trainierte Astronauten und Astronautinnen die Ziegel raus werfen lässt. Je besser die werfen können, umso größer wird vg, was wieder mehr Schub gibt. Ich würde Diskuswerfer oder Kugelstoßer nehmen. Vielleicht gehen auch noch Sperrwerfer. Jedenfalls steckt da gehörig Schuboptimierungspotential drin.

Genial, einen enormen Schub und total ungefährlich weil man kein Feuer mehr braucht. Steht ja auch so in der Raketenformel!

Sollte wahrscheinlich "lustig" von Euch gemeint sein.
Der "Witz"hat aber den Nachteil, das es beim hochfliegen von der Erde nur daran scheitert, dass "Eure Kugelstoßerinnen" nicht genügend Kraft haben ( ist sogar exakt berechenbar, wie schnell sie die Ziegel werfen können müssten um abzuheben) - im Weltall funktioniert es dann hingegen sehr gut und die Beschleunigung stimmt mit der Theorie überein.

Eure "geniale" Druckidee liefert hingegen WEDER auf der Erde NOCH im Weltall die richtigen Beschleunigungswerte !
Man sollte daher sehr aufpassen welche "Witze" man macht.

[All]

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Der "Witz"hat aber den Nachteil, das es beim hochfliegen von der Erde nur daran scheitert, dass "Eure Kugelstoßerinnen" nicht genügend Kraft haben ( ist sogar exakt berechenbar, wie schnell sie die Ziegel werfen können müssten um abzuheben) - im Weltall funktioniert es dann hingegen sehr gut und die Beschleunigung stimmt mit der Theorie überein.

Eure "geniale" Druckidee liefert hingegen WEDER auf der Erde NOCH im Weltall die richtigen Beschleunigungswerte !
Man sollte daher sehr aufpassen welche "Witze" man macht.

Dann baut man halt ein duales System. Eins was mit Benzin beschleunigt und ist es erst mal auf Touren, kann man ja die Steine schmeißen. Wenn man die Steine dann noch mit Seilen verbindet, dann kommt man durch die Impulserhaltung mit nur einem Wurf durchs ganze All. Wenn man zurück will, zieht man an den Seilen und man ist wieder durch die Zugkraft daheim.

[fallili]

Statt Schwachsinn zu verbreiten, könntet Ihr mal mit Beispielszahlen kommen - wie hoch der Schub mit Hilfe Eurer "Drucktheorie" ist.

Leider findet man nicht so leicht alle Daten, aber ich hab mal den Feststoffbooster der Ariane 5 gesucht.
das Ding ist knapp über 300 Tonnen schwer und baut einen Innendruck von 64 bar auf http://www.deutsches-museum.de/flugwerft/sammlungen/raketen/ariane-5-booster/.

Den inneren Düsendurchmesser find ich nirgends - aber es gibt ein Bild


Wenn man weiß, das der Booster insgesamt 3 m Durchmesser (Wiki) hat, kann man den inneren Durchmesser der Düse vielleicht schätzen.
Mehr als 50 cm würde ich nicht annehmen, wahrscheinlich sogar weniger.
Das wär dann eine Fläche von knapp unter 2000 cm2. das mal 64 bar gibt einen Schub der ausreicht um 125 Tonnen "hochzuheben".

Selbst bei einem inneren Durchmesser von 80 cm (und das ist mit Sicherheit zu viel, da würde niemals mehr ein Innendruck von 64 bar aufrecht gehalten werden) reicht die Schubkraft erst um das Eigengewicht des Boosters in der "Schwebe zu halten".

Find ich interessant, das die ESA Booster an die Ariane hängt, die nach Eurer Drucktheorie nicht mal ihr eigenes Gewicht von der Erde hochbringen.
Die Booster scheinen anscheinend nur deswegen da zu sein, weil ein Rakete mit Boostern halt schöner aussieht !

[rmw]

Bei einer Rakete ist der Druck ein Mittel zum Zweck um die auströmenden Moleküle zu beschleunigen. Würde es auf andere Art möglich sein die Moleküle nach hinten abzustoßen wäre dafür an sich kein Druck notwendig.
Wenn man einen Behälter hat in dem Gas unter Druck steht, und dieser Behälter hat eine Öffnung, so wird das Gas durch diese Öffnung, je nach Druck mit einer bestimmten Geschwindigkeit austreten. Dieses austretende Gas bewirkt einen Rückstoß. Wenn kein Druck im Behälter vorhanden ist würde auch kein Gas austreten und auch keinen Rückstoß bewirken.
Auf molekularer Ebene betrachtet sausen die Moleküle kreuz und quer in dem Behälter. Ist der Behälter geschlossen so stoßen diese Moleküle gleichmäßig auf die Wände rundum und dieser Druck rundum hebt sich gleichmäßig auf, der Druck bewirkt nur eine Belastung im Behältermaterial.
Wenn nun eine Öffnung besteht so bewirken die ausströmenden Moleküle dort keinen Druck mehr auf die Wand, sie können hier ja frei auströmen. Der Druck auf die Behälterwände ist daher nicht mehr in alle Richtungen ausgeglichen und der Behälter wird in die Gegenrichtung beschleunigt.
Wenn man bloß zwei Moleküle im Behälter hätte und die würden sich, sagen wir mit einer Feder aneinander abstoßen, so würde das eine Molekül ins Freie strömen, das andere Moleküle auf anderen auf der anderen Seite auf die Behälterwand stoßen und dort während des Aufpralls einen Druck bewirken und damit den Behälter in die Gegenrichtung beschleunigen.
Wenn man sich richtige Kugeln vorstellt die mit einer Feder vorgespannt sind ist das allerdings anschaulicher.
Dass in dem Behälter sehr viele Moleküle sind und der Impuls von Molekül zu Molekül weiter gegeben wird tut dem Prinzip keinen Abruch.
Würde man jetzt ein Molekül oder eben eine einzelne Kugel direkt von der Zylinderwand mittels einer Feder durch die gegenüberliegende Öffnung schießen so würde dies das gleiche bewirken, nur das die Wirkung auf die Zylinderwand nun unmittelbar wäre.
Der Druck ist ja letztendlich die Summe der Kräfte die die einzelnen Moleküle beim Stoß auf die Zylinderwand bewirken. Ob man nun den "Druck" braucht oder nicht hängt bis zu einem gewissen Grad von der Betrachtungsweise ab.

Noch anschaulicher:
Hätte man auf einem Billardtisch mit vielen Kugeln die da kreuz und quer sausen und die sich ständig aneinander oder außen an den Banden abstoßen, so wäre das System nach außen ausgeglichen. Die außen auf die Banden stoßenden Kugeln bewirken den Druck auf die Banden. (Man muß sich das Ganze reibungsfrei denken sonst ist die Energie durch die Kugeln rasch verbraucht.)
Wenn man nun, sagen wir, an einer der Banden einen Schieber hat und diesen öffnet so ist der Druck durch die aufprallenden Kugeln an den Banden nicht mehr ausgeglichen und der Billardtisch würde in die Gegenrichtung beschleunigen, so lange, bis alle Kugeln ihren Weg ins Freie gefunden haben. (Dafür müßte der Tisch auch wieder auf zumindest näherungsweise reibungsfreien Boden stehen.)
Würde man allerdings von der, der Öffnung gegenübeliegenden Bande, Kugeln mit einer vorgespannten Feder durch die Öffnung schießen so würde dies in gleicher Weise eine Beschleunigung des Tisches in die Gegenrichtung bewirken. Auf die Bande würde dann durch die Feder (oder auch Federn) ein einseitger Druck bewirkt.

Für den Rückstoß ist also ein allseitiger Druck nicht unmittelbar notwendig, allerdings kann man Gasmoleküle nicht einseitig abschießen, der Druck ist in diesem Fall daher Mittel zum Zweck.

[Kurt]

Wenn man weiß, das der Booster insgesamt 3 m Durchmesser (Wiki) hat, kann

Das ischt der Fäähler!
...
Du, und andere User, hast aber die Frage noch nicht beantwortet warum man den Treibstoff abbrennt wenn man nicht am Druck interessiert ist.

Eigentlich interessiert nur wie man sich der Trägheit nutzbringend bedienen kann, denn sie ist es letztendlich die den Schub nach -vorne- erbringt (daran wird der Druck und dessen Entspannrichtung, somit erst die -Schubkraft, erst erzeugt).
Nur durch ihr Vorhandensein und dessen Nutzung, ist es möglich die Rakete anzuschieben.

Ich frage mich schon länger ob die Trägheit nur bis c (c_local) nutzbar ist, oder c dabei keine Rolle spielt, ein anderer Bezug dafür herhält.

Momentan bin ich bei c_local, deswegen weils bei den Ringbeschleunigern nicht über c_local geht.
Diese beschleunigen aber auch nur mit Licht.


Kurt

[rmw]

Wenn es unter dem Strich nur um die Impulserhaltung geht, was ich nicht grundsätzlich abstreite

Das kommt letzendlich auf das Gleiche heraus.
Es ist nichts falsch daran mit Druck und Austrittsfläche rechnen. Aber der Druck auf die Wand wird durch die Summe der Impulse der Moleküle auf dieWand bewirkt, bzw. bei einer Öffnung entsteht dadurch ein Unterschied. Der Impuls ist eine gerichtete Größe und das was die ausströmenden Moleküle an Impuls in die eine Richtung haben, bewirken die anderen Moleküle auf die gegenüberliegende Wand.
Ob du das über Impulserhaltung rechnest (der Impuls ist eine gerichtete Größe und ändert sich in der vektoriellen (!) Summe nicht, dagegen entsteht bei der Verbrennung mehr Energie), oder über den Druck und Flächenunterschied ist letztendlich gleichgültig. (Im Grunde genommen kann man eigentlich den Impuls auch als rechnerische Hilfsgröße betrachten um Richtung und Größe von Energieübertragung z.B. bein Stoß zu berechnen.)

Ich sitze auf der Couch, Kraft wirkt, Zeit vergeht ebenfalls

Das heißt nicht das da Impuls entsteht. Die Summe des Vektors Impuls bleibt sogar immer gleich da ja Impuls auf einen Körper nur durch einen Impuls eines anderen Körpers in Gegenrichtung entstehen.

[Ernst]

Natürlich heißt es das. Wenn auf mich eine Kraft wirkt, und das kann ich dir versichern dass dies der Fall ist, dann muss eine Impulsänderung vorliegen nach dp=F*dt oder dp/dt=F

Scherzkeks. Oder willst du uns veräppeln?
F ist die Summe aller auf dich wirkenden Kräfte. Die ist bei dir Null, weil sich deine Gewichtskraft und die entgegengesetzte Reaktionskraft des Stuhls aufheben.
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[rmw]

Natürlich heißt es das.

Nein das heißt es nicht.
Der Impuls ist m.v. und ist als Vektor definiert.
Eine Kraft muß keinen Impuls bewirken, auch wenn eine Impulsänderung immer durch eine Kraft bewirkt wird.
Da würde ich dir doch empfehlen nach zu lesen was der physikalische Begriff des Impuls überhaupt bedeutet. Da besteht auf deiner Seite ein grundsätzliches Mißverständnis.

[rmw]

Wenn die Summe aller Kräfte die auf mich einwirken Null wäre,

Mit Summe der Kräfte ist null meint man dass sich die Kräfte in Summe aufheben, nicht das gar keine Kraft wirkt.
Diese Schreibweise ist aber bei Vektoren generell üblich und sonst eigentlich auch.
4-4=0

[rmw]

dass wenn die Summe aller angreifenden Kräfte Null ist

Wie gesagt von Summe der Kräfte ist null spricht man auch dann wenn sich die Kräfte in Summe aufheben. Wenn du so willst ist das eine mathematische Schreibweise, die aber generell üblich ist.
Es ist einfach gemeint:
4N-4N=0N
Es muß keineswegs heißen das gar keine Kraft wirkt, es kann das aber heißen. Das ist nun eine übliche Schreibweise die seit eh und je in dieser Form verwendet wird.