Mathematik und Jondalar

[All]

Was ist der Unterschied zwischen 4N-4N=0N auf der Erde und 4N-4N=0N in der internationalen Raumstation? Wieso schweben die in der Raumstation und wir hier unten auf der Erde nicht wenn sich alle Kräfte zu Null addieren?

Du musst auf der Erde einen Parabelflug machen, damit sich die Kräfte aufheben.

Ansonsten würde ich sagen, führe eine Dunkle Kraft ein. Passt immer, auch wenn es komisch ist.

Man nennt diese Flugzeuge auch Kotzbomber. Na ja, dunkle Kraft verträgt nicht jeder.

Gruß

All

[rmw]

Was ist der Unterschied

Der Unterschied geht aus der mathmatischen Schreibweise tatsächlich nicht hervor. Du mußt es auf anderen Wege formulieren.
1000Euro - 1000Euro = 0Euro
kann heißen dass du von 1000Euro alle 1000 Euro ausgegeben hast, oder es kann genau so gut heißen du noch 1000Euro hast aber gleichzeitig mit 1000Euro auf der Bank im Minus bist.
Das ist bei Kräften nicht anders und das ist nun nicht gerade neu.
Dass die mathematische Summe von irgend etwas null ist kann durchaus zwei verschiedene Dinge bedeuten. Wenn man das nicht weis kann es in der Tat zu Mißverständnissen führen.

[All]

Was ist der Unterschied

Der Unterschied geht aus der mathmatischen Schreibweise tatsächlich nicht hervor. Du mußt es auf anderen Wege formulieren.
1000Euro - 1000Euro = 0Euro
kann heißen dass du von 1000Euro alle 1000 Euro ausgegeben hast, oder es kann genau so gut heißen du noch 1000Euro hast aber gleichzeitig mit 1000Euro auf der Bank im Minus bist.
Das ist bei Kräften nicht anders und das ist nun nicht gerade neu.
Dass die mathematische Summe von irgend etwas null ist kann durchaus zwei verschiedene Dinge bedeuten. Wenn man das nicht weis kann es in der Tat zu Mißverständnissen führen.

Das heißt also, nichts genaues weiß man nicht. Wenn mein Geld weg ist, ist es nur woanders. Irgendwie noch da, aber nicht hier. Das ist wie bei mir zu Hause. Ich habe 1000 € aber letztlich ist es in der Tasche von meiner Frau.Warum weiß ich auch nicht, demnach müssen meine Frau und ich zwei verschiedene Dinge sein.

Eigentlich sagt das ja nur aus, dass man das zu beschreibende System erst mal verstehen muss, bevor man sich mathematisch daran auslässt. Des Weiteren sagt das aus, dass man unterschiedliche Grundlagen (Systeme) nicht mischen darf, sonst gibt es einen Mathematikus interruptus erster Güte.

[Ernst]

Wenn die Summe aller Kräfte die auf mich einwirken Null wäre, dann würde ich schweben wie im Weltraum, das kann ich aber ebenfalls versichern, dass auch dies nicht der Fall ist.

Mann, das ist elementare Statik/Dynamik.
Sitzt du auf einem Stuhl, ist die Summe aller Kräfte auf den Stuhl Null. Daher bewegst er sich ja auch nicht. Deine Gewichtskraft wirkt auf den Stuhl nach unten und die gleichgroße Reaktionskraft des Erdbodens auf den Stuhls wirkt nach oben.

Wenn du den Stuhl hochhebst, bevor du dich draufsetzt, dann ist die Reaktionskraft des Erdbodens auf den Stuhl Null und du fällst samt Suhl runter. Physikalisch: Mit deiner Gewichtskraft beschleunigt du den Stuhl.

Das alles ist so elementar, daß ich doch eine Vera.... in Betracht ziehe.
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[All]

Sitzt du auf einem Stuhl, ist die Summe aller Kräfte auf den Stuhl Null. Daher bewegst er sich ja auch nicht. Deine Gewichtskraft wirkt auf den Stuhl nach unten und die gleichgroße Reaktionskraft des Erdbodens auf den Stuhls wirkt nach oben.

Und wenn man lange sitzt, bekommt man ein Dekubitus.

Hier gilt dann die Formel. Druck mal Zeit= Druckgeschwür.

[fallili]

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"...

Das ischt der Fäähler! Die wirksame Fläche ist ja nicht der engste Durchmesser der Düse sondern die Fläche die nach unten/hinten keine Entsprechung hat. Außerdem dürfte der Ansatz einfach 64 bar anzunehmen nicht richtig sein. Im unteren/hinteren Triebwerksteil nach der Düse dürfte der Druck deutlich niedriger sein.

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

Moment mal - da wurde doch behauptet, dass es der Druck an der VORDERSEITE der Brennkammer ist, der den Antrieb bewirkt.
Und da außer der Fläche des inneren Düsendurchmessers in der Brennkammer alle anderen "Druckflächen" sich gegenseitig aufheben, wäre dies gar nicht anders zu berechnen!

Und was heißt "Im unteren/hinteren Triebwerksteil nach der Düse dürfte der Druck deutlich niedriger sein" - willst Du noch noch WENIGER Schubkraft?

Und die Frage "warum man den Treibstoff abbrennt" wurde schon x-mal beantwortet.

Natürlich BRAUCHEN wir den Druck. Aber nicht um die Rakete "vorne" anzuschieben, sondern um möglichst viel Materie mit möglichst hoher Geschwindigkeit nach hinten auszustoßen und damit nach dem schon fast "ewig" bekanntem Prinzip von actio est reaktio die Rakete zu beschleunigen !

Wir könnten aber die Moleküle auch ionisieren und dann elektrisch nach hinten beschleunigen - würde genauso funktionieren, ist halt technisch nicht sinnvoll machbar bzw. die Verbrennungsenergie liefert einfach mehr Energie pro Volumseinheit Treibstoff, warum also darauf verzichten.

[fallili]

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.

Das Konzept 4N-4N=0N habe ich durchaus verstanden.

Was ist der Unterschied zwischen 4N-4N=0N auf der Erde und 4N-4N=0N in der internationalen Raumstation? Wieso schweben die in der Raumstation und wir hier unten auf der Erde nicht wenn sich alle Kräfte zu Null addieren?

Also Du irrst Dich - ICH "schwebe" wenn ich auf der Couch sitze. Die Kräfte heben sich gegenseitig auf und ich bleibe genau in der Höhe in der ich mich hingesetzt habe! Habs noch nie erlebt, dass ich tiefer und tiefer sinke und im Stockwerk unter mir beim Nachbarn lande.
Und ich kann nicht erkennen, was sonst "schweben" bedeuten soll, außer an dem Ort bleiben zu wo man ist.

Und daher seh ich in dieser Beziehung keine prinzipiellen Unterschiede zwischen Raumstation und Couch - solange die Kräfte im Gleichgewicht sind ändert sich nix an meiner Position

[All]

Also Du irrst Dich - ICH "schwebe" wenn ich auf der Couch sitze. Die Kräfte heben sich gegenseitig auf und ich bleibe genau in der Höhe in der ich mich hingesetzt habe! Habs noch nie erlebt, dass ich tiefer und tiefer sinke und im Stockwerk unter mir beim Nachbarn lande.
Und ich kann nicht erkennen, was sonst "schweben" bedeuten soll, außer an dem Ort bleiben zu wo man ist.

Und daher seh ich in dieser Beziehung keine prinzipiellen Unterschiede zwischen Raumstation und Couch - solange die Kräfte im Gleichgewicht sind ändert sich nix an meiner Position

Die Frage ist nur, warum du Druckstellen am Hintern bekommst, wenn du auf der Erde auf dem Stuhl sitzt und im All, bei dem unbelasteten Schwebevorgang nicht. Die Kräfte, die sich auf dem Stuhl angeblich aufheben, stehen sich lediglich über gegenseitigen Druck im Weg. Sie blockieren sich gegenseitig. Das ist alles. Somit ist ein freier Schwebevorgang ein Trugschluss.

Im All hast du diese Blockade nicht. Du hast im All auch keine feste Postion. Das ist ein gewaltiger Unterschied.

[rmw]

Natürlich BRAUCHEN wir den Druck. Aber nicht um die Rakete "vorne" anzuschieben, sondern um möglichst viel Materie mit möglichst hoher Geschwindigkeit nach hinten auszustoßen

Das kommt doch aufs gleiche hin. Die Moleküle stoßen sich ständig gegeneinander ab und konkret heißt das natürlich dass die Moleküle die vorne am Raketenboden anstoßen die Rakete antreiben. Ich habe das weiter vorne reichlich anschaulich erklärt, aber du verstehst genau so wenig wie die anderen auch dass das letztendlich das gleiche ist.

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.

[rmw]

Damit ist aber die Überlichtgeschwindigkeit mit einem "normalen" Treibwerk in Gefahr!

Nur dann wenn die notwendige Energie für die Beschleunigung so überporotinal zunimmt wie von der RT behauptet.
Dafür gibt es aber keinen Nachweis.