Raumstation und Heliumballon

[Ernst]

Lieber Ljudmil

die hier erörterten Fragen scheinen auf ersten Blick einfach, so bin ich aus Bauchgefühl auf die Nase gefallen.

Nicht der Rede wert. Mich störte nur Dein schnelles "Unsinn".

Was brauchst Du für die negative Beschleunigung? Wohl Kraft mal Zeit – also wird Ekin eingesetzt – wo verbleibt diese Ekin?

Kraft mal Zeit ist keine Energie. Das Abbremsen erfolgt durch eine Kraft über einen bestimmten Weg, also durch Energie, aber keine kinetische. Die Bremskraft ist v entgegengerichtet, so daß bis zum Stillstand die geleistete Arbeit Kraft x Weg die ehemalige kinetische Energie m*v²/2 kompensiert.

Bremsen = Ekin zuführen. Würde man diese Bremsenergie nicht zuführen, würde auch keine Epot zur Verfügung stehen – der Sat bleibt für immer oben.

Nein. Bremsen heißt Ekin abzubauen, siehe oben. Und ob der Sat oben bleibt oder nicht, verändert nicht seinen Gehalt an potentieller Energie. Fliegt er, so verhindert eine Kraft, die Zentrifugalkraft, ihn am Herunterfallen. Seine potentielle Energie bleibt erhalten . Steht der Satellit, aber wird er durch einen hooohen Turm abgestützt, dann verhindert wieder eine Kraft, diesmal die Reaktionskraft der Auflage, das herunterfallen. Er behält seine potentielle Energie.

Die potentielle Energie des Satelliten lautet

E_pot = k * m_Erde * m_Sat * integral [0 bis h ] ( dr / r²)

also ausschließlich abhängig von der Gravitationskonstanten, der Erdmasse, der Satellitenmasse und der Satellitenhöhe.
und von sonst gar nichts.

Liebe Grüße
Ernst

[scharo]

Lieber Ernst,

„Nicht der Rede wert. Mich störte nur Dein schnelles "Unsinn".“

Zu recht! Habe mich dafür entschuldigt. Habe eben 1/r² übersehen – wie ich aber sehe, hast Du es auch nicht ernst genommen.

„Kraft mal Zeit ist keine Energie.“

Als rechnerischer Ausdruck nicht, in abgekürztem Sinne schon.

„Das Abbremsen erfolgt durch eine Kraft über einen bestimmten Weg, also durch Energie, aber keine kinetische. Die Bremskraft ist v entgegengerichtet, so daß bis zum Stillstand die geleistete Arbeit Kraft x Weg die ehemalige kinetische Energie m*v²/2 kompensiert.“

m*v²/2 - ??? = 0? Müssen wir schon wieder über grundsätzliche Fragen diskutieren? Es gibt nur Ekin und Epot, wobei sie auch Untergliederungen haben, beide zusammen sind Egesamt. Bremsen ist Beschleunigung. Ekin eines Körpers ist immer relativ. Arbeit und Ekin ist das selbe, nur durch andere Größen ausgedrückt. Weiter brauche ich nicht anzudeuten, weißt Du ja selbst.

„Nein. Bremsen heißt Ekin abzubauen, siehe oben.“

Siehe Du auch oben! Bezugssystem? Stillstand ist Bewegungszustand und ist relativ. Wie wird eine Rakete abgebremst? Nicht zufällig durch den gleichen Düsenantrieb für gleiche Zeit? Wird nicht zufällig die gleiche Menge Sprit verbraucht, als für die Beschleunigung? Um die Ekin eines Körpers „abzubauen“, muss Du die gleiche Ekin einsetzen.

„Und ob der Sat oben bleibt oder nicht, verändert nicht seinen Gehalt an potentieller Energie.“

Das ist richtig – mein Fehler war, dass ich auf die Schnelle „nicht zur Verfügung stehen“ mit 0 verwechselt habe, obwohl „nicht zur Verfügung stehen“ auch nicht ganz richtig wäre. Habe ich ja zugegeben.

Liebe Grüße
Ljudmil

[Sebastian Hauk]

Hall highway,

das habe ich dazu gefunden:

Im Sport, beispielsweise beim Eiskunstlauf, macht man sich die Drehimpulserhaltung zunutze: Da der Drehimpuls sowohl von der Rotationsgeschwindigkeit als auch vom Abstand der rotierenden Masse zur Rotationsachse abhängt, geht eine Abstandsänderung mit einer entsprechenden Änderung der Winkelgeschwindigkeit einher. So wird bei der Pirouette die Drehung schneller, wenn man die Arme an den Körper legt. Das Trägheitsmoment der Arme bezüglich der Drehachse wird dabei verringert. Da der Gesamtdrehimpuls aber erhalten bleibt, nimmt die Rotationsgeschwindigkeit zu. Dieser Sachverhalt wird auch als Pirouetteneffekt bezeichnet.

http://de.wikipedia.org/wiki/Drehimpuls

Hier wird dann wie ich es verstanden habe die Trägheit verrringert.

Der Unterschied zum Ballon besteht aber darin, dass es hier keine Gravitationskraft gibt, die überwunden werden muss.

Aber auch beim Ballon ergibt sich eine höhere kinetische Energie, wenn er sich schneller um die Erde dreht. Nur die potentielle Energie wird größer wenn sich der Ballon von der Erde entfernt.

Der Unterschied besteht hier also in der potentiellen Energie, die es beim Eiskunftlauf nicht gibt.

Gruß

Sebastian

[Sebastian Hauk]

Hallo Highway,

das liegt daran, dass sich beim Ballon die potentielle Energie verringert. Und beim Eiskunftlauf gibt es keine potentielle Energie.

Der Ballon muss also mehr Energie verlieren, potentielle Energie, als er gewinnt durch die kinetische Energie.

Gruß

Sebastian

[Sebastian Hauk]

Hallo Highway,

beim Eiskunftlaufen spielt die potentielle Energie so gut wie keine Rolle. Das ist dann wohl der Unterschied.

Gruß

Sebastian

[scharo]

Hallo Highway und Sebastian,

zuerst, so dass keine Missverständnisse aufkommen: Wir reden nicht über den Ballon, sondern über den Sat. Der Ballon ist doch drin im Sat.

„In sofern tendiere ich schon ein wenig dazu mich auf Ljudmils Seite zu schlagen und zu denken das Abbremsen auch Energiezufuhr sein muss, wenn Abbremsen zum engeren Orbit, und damit zur Erhöhung der kinetischen Energie führt.“

Meine Meinung (letzte) unterscheidet sich kaum von der Meinung der anderen.
Natürlich ist Abbremsen Energiezufuhr, ABER man muss aufpassen, wenn es sich um Ekin handelt, dass sie relativ ist und auch noch zu bestimmtem Körper gehört, bzw. anzugeben ist.
Der Sat in stabiler Orbit hat eine bestimmte Ekin relativ zum „unbewegten“ Raum. Jetzt wird er abgebremst indem eine Ekin „zugeführt“ wird, aber in umgekehrte Richtung – d.h. die Ekin des Sats relativ zum Raum wird verringert.
Leichter vorstellbar ist ein Stoß mit einem anderen Körper, der „ruhend“ im Raum ist. Dann kann man die Sache so betrachten:
a) Der Sat stößt den Körper, überträgt ihm Ekin, Körper bekommt Ekin, Sat verliert an Ekin – das ist die Betrachtung aus Raum-BS.
b) Aus dem ursprünglichen BS des Sats, stößt der Körper den Sat, überträgt ihm Ekin, Sat bekommt Ekin, Körper verliert Ekin.
Oder aus Sat-BS überträgt Körper Ekin an Sat, aus Körper-BS (Raum-BS) überträgt Sat Ekin an Körper.
Den Körper kann man mit den ausgestoßenen Gasen (Teilchen) des Düsenantriebs ersetzen. In dem Fall sind sie vor der Zündung mit dem Sat im Raum-BS mitbewegt. Nach Zündung werden sie mit höherer, als nur aus der thermischen Ekin, Geschwindigkeit geschleudert, oder, der Sat hat denen zusätzlich eine Ekin übertragen und somit Ekin im Raum-BS verloren.

Was ich oben an Ernst schreibe ist nicht gegen seine Vorstellungen gerichtet, sondern gegen einige Definitionen, was Ekin und Bremsen betrifft. Dem Sat wird im Raum-BS beim Bremsen keine Ekin übertragen, sondern der Sat überträgt Ekin an den Gasen und somit verliert er Ekin. Dann fällt er nach unten, da dann F_zentrifugal kleiner als F-Gravitation. Wenn man ihn jetzt in einer niedrigen Orbit halten will, muss er abschließend beschleunigt werden und sogar eine höhere v_Bahn erreichen als vorher, da die G-Kraft nach 1/r² wirkt.

Glaube, jetzt muss alles geklärt sein.

Was passiert mit dem Ballon im Sat, wenn der Sat positiv beschleunigt wird?

Gruß
Ljudmil

[Ernst]

Lieber Ljudmil,

„Kraft mal Zeit ist keine Energie.“
Als rechnerischer Ausdruck nicht, in abgekürztem Sinne schon

Auch nicht. Das ist einfach daneben.

Das ist klar.

Gut. Sachlich geklärt. Und über Definitionen müssen wir uns nicht auseinandersetzen.

Liebe Grüße
Ernst

[Ernst]

Was passiert mit dem Ballon im Sat, wenn der Sat positiv beschleunigt wird?

Er wandert in Richtung der Beschleunigung an die Innenwand des Satelliten.
.
.

[Hannes]

Hallo Ernst !

"Was passiert mit dem Ballon im Sat, wenn der Sat positiv beschleunigt wird?
Er wandert in Richtung der Beschleunigung an die Innenwand des Satelliten."

Da der Ballon aufgrund seiner Heliumfüllung genauso schwer ist wie die
Raumluft, müsste er sich auch genauso verhalten.
Nur wenn die Luft aus irgendeinem Grund zirkulieren würde, würde er sich
mitbewegen.

Mit Gruß Hannes

[Ernst]

Da der Ballon aufgrund seiner Heliumfüllung genauso schwer ist wie die Raumluft...

Wie kommst Du denn darauf ?
.................................

Gruß
Ernst