Raumfahrt, Fluchtgeschwindigkeit

[rafiti]

Zitat von orca

Nach Einstein gibt es aber keine bevorzugten Bezugssysteme (da kann ich nur den Kopf schütteln über soviel Blödheit)!


Das Hafele/Keating-Experiment hat aber gezeigt, daß die Frequenz der Cäsiumatome nicht von der Relativbewegung der Flugzeuge, sondern von der Absolutbewegung gegenüber dem Inertialsystem abhängt.


Es ist Einstein, der nicht kapiert hat, was ein absolutes Bezugssystem ist.
Einstein ist der naive Ignorant, nicht die Ingenieure sind das!

Ja, ja, du...
Hock dich wieder auf deinen Hocker hin und trink weiter, du bist nicht mal in der Lage Schallgeschwingkeit von Lichtgeschwindigkeit zu unterscheiden, du brauchst mal einen ordentlichen Exorcismus. Und vergiss nicht auf dem Nach-Hause-Weg dein eigenes Licht mitzunehmen.

gruss
rafiti

[Querkopf]

Ich rede von der klassischen Mechanik nach Galileo,Newton und Co. und dem gut 400 Jahre alten Relativitätsprinzips Galileis
Du möchtest aber ständig die Einsteinsche Relativitätstheorie ins Spiel bringen.
Die braucht man aber für die von mir angesprochenen Punkte überhaupt nicht.

Die Absolutbewegung eines Punktes auf der Erde ist nunmal für einen Mopedfahrer,einen Düsenjägerpiloten und einen Astronauten (WICHTIG: im IS der Erde) v = 1667 km/s und von der Relativbewegung der Beobachter völlig unabhängig.

Eine Absolutgeschwindigkeit, ist nach der üblichen Definition die Geschwindigkeit eines Objektes in einem absoluten Bezugssystem.
Nun gibst du aber Geschwindigkeiten im Inertialsystem Erde (die streng genommen kein Inertialsystem ist an)
Damit behauptest du, wenn deine Geschwindigkeiten Absolutgeschwindigkeiten sind, dass die Erde ein absolutes Bezugssystem ist (im Vatikan wird man dich erhören und zum Kardinal ernennen, wieder den Ketzer Galileo).

Nun müsstest du allerdings erklären, was abgesehen von religiösen Gründen die Erde gegenüber dem Krebsnebel als Bezugssystem auszeichnet.

[orca]

Zitat von Querkopf

Du sitzt in Bremen am ZARM (lohnt sich das mal zu besichtigen) in einer abgeschlossenen Kapsel und fällst den Fallturm hinunter.

Wie kannst du experimentell innerhalb deiner Kapsel (also ohne auf andere Bezugsysteme zu verweisen) feststellen, ob du fällst (also beschleunigst) oder ob jemand die Gravitation ausgeknipst hat und du dich geradliniggleichförmig bewegst???

Ich würde mir einen Beschleunigungssensor z.B. der Firma mercateo für 18,94 € kaufen.

[Uli]

Zitat von orca

Ich würde mir einen Beschleunigungssensor z.B. der Firma mercateo für 18,94 € kaufen.

Du bist schon ein Witzbold, denn ein Beschleunigungssensor ist ein Sensor, der die auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft misst und daraus die Beschleunigung bestimmt. Beim freien Fall bist du aber in Schwerelosigkeit und die Messung der Trägheitskraft ergibt demnach 0. Mit anderen Worten, das Ding versagt beim freien Fall.

Was bist du nur für'n Ingeniör ?

[Uli]

Zitat von orca

Das ist wie mit dem Thermometer, bei 0°c versagt es völlig, es zeigt nur noch Null an.

Ja eben: dein Beschleunigungssensor zeigt beim freien Fall Null an.

[orca]

Zitat von Querkopf

Du sitzt in Bremen am ZARM (lohnt sich das mal zu besichtigen) in einer abgeschlossenen Kapsel und fällst den Fallturm hinunter.

Wie kannst du experimentell innerhalb deiner Kapsel (also ohne auf andere Bezugsysteme zu verweisen) feststellen, ob du fällst (also beschleunigst) oder ob jemand die Gravitation ausgeknipst hat und du dich geradliniggleichförmig bewegst???

Wie kannst du experimentell innerhalb deiner Kapsel (also ohne auf andere Bezugsysteme zu verweisen) feststellen, ob draußen die Sonne scheint (also ob es hell ist) oder ob jemand draußen das Licht ausgeknipst hat und du dich gleichmäßig im Dunkeln bewegst???

Da denk mal drüber nach!

MfG
orca

[pauli]

@Orca

Geschwindigkeitsangaben sind immer an ein Bezugssystem gebunden.

a) Befindet sich dieses Bezugssystem in Ruhe oder in geradlinig gleichförmiger Bewegung, dann nennt man dieses Bezugssystem absolut. Und jede Bewegung bezogen auf dieses absolute Bezugssytem nennt man ebenfalls absolut.

Wie ist es mit einem großen, unbeschleunigten gravitationsfreien Raumschiff fernab aller Galaxien. In diesem Schiff ist ein Bus, der unbeschleunigt von Station A zu Station B mit 10km/h gleitet. Im Bus ist ein Astronaut, der gegen die Fahrtrichtung des Buses gleichmäßig mit 5km/h schwebt.
Welche "Absolutgeschwindigkeit" hat der Astronaut?

b) Befindet sich dieses Bezugssystem in beschleunigter Bewegung, dann nennt man diese Bezugssystem relativ. Und jede Bewegung bezogen auf dieses relative Bezugssystem nennt man ebenfalls relativ.

Die Erde ist um die Sonne beschleunigt, wie kann die Geschwindigkeit einer Rakete in Bezug zur Erde dann eine Absolutgeschwindigkeit sein?

Selbstverständlich ist die Fluchtgeschwindigkeit eine absolute Geschwindigkeit und keine Relativgeschwindigkeit.

Und höre endlich damit auf, ungefragt ständig alle Ingenieure in dein sinkendes Boot zu zerren, dazu hat dich sicher niemand ermächtigt.

[zeitgenosse]

Zitat von orca

1) Die Fluchtgeschwindigkeit (2. astronautische Geschwindigkeit) ist die Mindestgeschwindigkeit vF = 11,2 km/s, die ein Körper besitzen muß, um das das Gravitationsfeld der Erde zu überwinden, d.h. sich ohne weiteren Antrieb unendlich weit von der Erde zu entfernen.

Das ist streng gesehen nur dann richtig, wenn es im gesamten All ausser der Erde nur noch den fliehenden Körper gäbe. Leider ist dem nicht so. Der Körper kann sich demzufolge mittels der 2. astronautischen Geschwindigkeit nicht unendlich weit von der Erde entfernen, weil auch die übrigen Massen im Sonnensystem bzw. deren Gesamtpotential zu überwinden sind.

Aus diesem Grunde muss im Kontext auch die 3. astronautische Geschwindigkweit erwähnt werden. Wählt man die Sonne als Zentralkörper und die Erdoberfläche als Startpunkt, ergibt sich eine Fluchtgeschwindigkeit von 16,6 km/s.

Entfernt sich der Körper mit einer Geschwindigkeit, die zwischen der 2. und der 3. astronautischen Geschwindigkeit liegt, nennt man dies eine hyperbolische Exzessgeschwindigkeit. Der Körper bewegt sich dann auf einer Hyperbelbahn von der Erde weg.

Halten wir nochmals fest:

1. astronautische Geschwindigkeit (Kreisbahngeschwindigkeit):
v_1 = sqrt(GM/r) = 7.9 km/s

2. astronautische Geschwindigkeit (Fluchtgeschwindigkeit geozentrisch, Parabelflug):
v_2 = sqrt(2GM/r) = 11,2 km/s

3. astronautische Geschwindigkeit (Fluchtgeschwindigkeit heliozentrisch):
v_3 = 42,1 km/s

Zu 3. astronautischen Geschwindigkeit ist hinzuzufügen:

Weil sich die Erde mit einer Bahngeschwindigkeit von ca. 29,8 km/s um die Sonne bewegt, resultiert eine Differenzgeschwindigkeit v_diff von 42,1 km/s - 29,8 km/s = 12,3 km/s. Zusätzlich muss aber auch die Erdanziehung überwunden werden, so dass für die Abschussgeschwindigkeit gilt:

v_3 = sqrt(v_2^2 + v_diff^2) = 16,6 km/s

Schliesslich könnte man zum Verlassen der Heimatgalaxie - rein theoretisch zumindest - auch eine 4. astronautische Geschwindigkeit einführen. Diese beträgt heliozentrisch gesehen 129 km/s.

Gr. zg

[zeitgenosse]

Zitat von orca

Selbstverständlich ist die Fluchtgeschwindigkeit eine absolute Geschwindigkeit und keine Relativgeschwindigkeit.

Das ist eigentlich nicht korrekt, denn es bewegt sich die gesamte Zeit auch das Sonnensystem um den Galaxienkern. Ferner bewegt sich auch die Galaxie als Ganzes, so dass die Fluchtgeschwindigkeit nur in Relation zum jeweiligen Zentralkörper definierbar ist.

Damit ist sie aber nicht länger eine absolute Geschwindigkeit. Eine solche müsste sich letztlich auf den absoluten Raum beziehen, was aber schlichtweg nicht möglich ist, weil wir nicht wissen, wo dieser endet. Weil sich alle Galaxien in Bewegung befinden, besitzen wir zudem keine festen Marken, um daran ein absolutes Bezugssystem zu verankern. Für die Dauer einer menschlichen Lebensspanne mag zwar der Fixsternhintergrund einen dem Inertialsystem-Konzept bereits naheliegenden Referenzrahmen abgeben; doch im Verlaufe von bereits nur wenigen Jahrtausenden bleiben diese Leuchtfeuer nicht an derselben Stelle stehen, so dass sich anhand der Sterne kein absolutes Bezugssystem ausspannen lässt.

Diese Beurteilung schliesst nicht gänzlich aus, dass es ein absolutes Bezugssystem nicht geben könnte; doch dieses ist ebensowenig nachweisbar wie der hypothetische Lichtäther, so dass das räumlich Absolute ein aus kosmologischer Beurteilung obsoleter Begriff ist.

In der Ingenieursmechanik hingegen - als einer bereits spezialisierten wissenschaftlichen Disziplin - ist es sicherlich legitim (sofern sie sich auf der Erde selbst abspielt), die Erde als ein fundamentales Bezugssystem zu definieren. In dieser pragmatischen Reduktion auf das Notwendige ist eine derartige Konvention völlig legitim. Sobald aber auch Vorgänge im Planetenraum beschrieben werden müssen, verliert die Erde ihren absoluten Charakter. Sie wird dann zu einem Staubkorn inmitten grosser Leeräume und unzähliger anderer, aus physikalisch-astronomischer Sicht gleichberechtigter Himmelskörper.

Gr. zg

[JGC]

Zitat von zeitgenosse

Das ist eigentlich nicht korrekt, denn es bewegt sich die gesamte Zeit auch das Sonnensystem um den Galaxienkern. Ferner bewegt sich auch die Galaxie als Ganzes, so dass die Fluchtgeschwindigkeit nur in Relation zum jeweiligen Zentralkörper definierbar ist.

Damit ist sie aber nicht länger eine absolute Geschwindigkeit. Eine solche müsste sich letztlich auf den absoluten Raum beziehen, was aber schlichtweg nicht möglich ist, weil wir nicht wissen, wo dieser endet. Weil sich alle Galaxien in Bewegung befinden, besitzen wir zudem keine festen Marken, um daran ein absolutes Bezugssystem zu verankern. Für die Dauer einer menschlichen Lebensspanne mag zwar der Fixsternhintergrund einen dem Inertialsystem-Konzept bereits naheliegenden Referenzrahmen abgeben; doch im Verlaufe von bereits nur wenigen Jahrtausenden bleiben diese Leuchtfeuer nicht an derselben Stelle stehen, so dass sich anhand der Sterne kein absolutes Bezugssystem ausspannen lässt.

Diese Beurteilung schliesst nicht gänzlich aus, dass es ein absolutes Bezugssystem nicht geben könnte; doch dieses ist ebensowenig nachweisbar wie der hypothetische Lichtäther, so dass das räumlich Absolute ein aus kosmologischer Beurteilung obsoleter Begriff ist.

In der Ingenieursmechanik hingegen - als einer bereits spezialisierten wissenschaftlichen Disziplin - ist es sicherlich legitim (sofern sie sich auf der Erde selbst abspielt), die Erde als ein fundamentales Bezugssystem zu definieren. In dieser pragmatischen Reduktion auf das Notwendige ist eine derartige Konvention völlig legitim. Sobald aber auch Vorgänge im Planetenraum beschrieben werden müssen, verliert die Erde ihren absoluten Charakter. Sie wird dann zu einem Staubkorn inmitten grosser Leeräume und unzähliger anderer, aus physikalisch-astronomischer Sicht gleichberechtigter Himmelskörper.

Gr. zg

Hallo Zeitgenosse
Das rote entspricht auch meiner Meinung dazu. doch denke ich, das man die "Absolutgeschwindigkeit" trotzdem messen könnte...

Wenn ich z.B. innerhalb einem mir unbekannt beschleunigten Systems eine Masse von sagen wir mal 10 Kp um einen bestimmten Betrag beschleunige, so müsste bei einer niedrigen "Absolutgeschwindigkeit" der Energieaufwand der zusätzlichen Beschleunigung geringer sein, als wenn ich von einer höheren "Systemgeschwindigkeit" des Bezugssystems ausgehe. Oder?

Es müsste also über den direkten Leistungsvergeich ermittelt werden können, wieviel Energie eine entsprechende Beschleunigung frisst... Zumindest ab der Grenze, wo die relativistik wirksam wird


JGC