Physik und Weltraumphysik

hallo!

ich habe in einem anderem forum eine heisse diskussion über die unterschiede der physik auf der erde und im all bzw masseträgheit im all /
beispielsweise schreibt jemand:

Also Gravitation wirkt überall da wo Masse ist----------> Raumkrümmung
Wenn die Masse nicht Träge ist braucht sie eine Kraft von 0N um in Bewegung gesetzt zu werden. d.h wenn deine These richtig wäre würde Masse die sich im Universum befindet überall gleichzeitig sein. bzw. das Objekt würde auf die Größe unendlichgedehnt werden. Naja man kann halt nicht genau sagen was bei 0N passieren würde, da dies unmöglich ist.
in wie weit ist das richtig???

ein anderer behauptet: die beschleunigung eines raumschiffes im all würde der astronaut bemerken ( keine planeten/sterne/sonne in der nähe…)…meine frage: wie bemerkt man beschleunigung im all bzw ist das fühlbar wie z.bsp wenn ich auf der erde in einem porsche von 0 auf 100 beschleunige?

weiters:Welche Bedingung ist dort (all) anders als auf der Erde, die Bezug zur Massenträgheit hat?welchen bezug hat masseträgheit zum all?bezeiht sich nicht die trägeit einer masse auf der erde anders als im weltraum?
last but not least: wie weit läßt sich die "irdische"physik im weltraum anwenden, bzw was ist anders??
bitte helft mir!!
danke !

Hallo,

das Wesen der Physik ist es eben, dass die Gestze ÜBERALL gültig sind. Es gibt absolut keinen Unterschied zwischen irdischer und sonst einer Physik.

Natürlich spürt ein Astronaut die Beschleunigung - allerdings macht diese im Porsche auf der Erde mehr Spaß.

Es gibt Elementarteilchen ohne Masse: Photonen = Licht.

Gruß

Peter

Moin,

wie schon gesagt: die Gesetze der Physik sind universell. Der Unterschied zwischen Erde und Weltraum liegt im Wesentlichen an den Umgebungsbedingungen. Und diese haben natürlich zufolge, daß manche Dinge sich „dort oben“ anders verhalten als „hier unten“ - genauso wie ich mich bei -30°C anders verhalte als bei +30°C - aber ich bleibe ich :wink:.

Also Gravitation wirkt überall da wo Masse ist---------->
Raumkrümmung
Wenn die Masse nicht Träge ist braucht sie eine Kraft von 0N

Jede Masse ist träge; da ist es egal, ob sie sich auf der Erde befindet oder irgendwo im Weltraum.

ein anderer behauptet: die beschleunigung eines raumschiffes
im all würde der astronaut bemerken ( keine
planeten/sterne/sonne in der nähe…)…meine frage: wie
bemerkt man beschleunigung im all bzw ist das fühlbar wie

Im Prinzip merkst Du das genauso wie im Porsche oder beim Stehen auf der Erde: die Richtung aus der geschoben wird, auf die fallen alle Gegenstände, somit auch Du.
Wenn Du mit dem Porsche beschleunigst, dann wirst Du nach hinten in den Sitz gepresst. Wenn Du mit der Enterprise mit Impulstriebwerken von 0 auf 0km/h innerhalb der selben Zeitspanne beschleunigst, dann wirst Du - vorausgesetzt, Dein Sitz zeigt auch nach vorne, ebenso in den Sitz gedrückt; der Unterschied ist, daß Du nicht gleichzeigt wie hier auf der Erde durch ebenjene nach unten beschleunigt wirst. Der Spaß geht verloren, weil Dir der visuelle Geschwindigkeitskitzel fehlen wird…

weiters:Welche Bedingung ist dort (all) anders als auf der
Erde, die Bezug zur Massenträgheit hat?welchen bezug hat

Keine.

last but not least: wie weit läßt sich die "irdische"physik im
weltraum anwenden, bzw was ist anders??

Ersteinmal nichts. Aber dann fällt auf, daß wir nicht notwendigerweise eine (so große) Beschleunigung haben, die auf alles wirkt, so daß auch kleinere Effekte große Auswirkungen zeigen können, daß wir keine dichte Lufthülle haben, die einfach durch Reibung alle Bewegung hemmt, die Temperaturunterschiede zwischen Schatten und Licht (im erdnahen Raum nur!) größer sind,…

Viele Grüße,
Ingo,
der sich gerne der öfter der irdischen Einflüsse auf seine Experimente entledigen würde - wenn’s nur nicht so teuer und aufwändig wäre.

Hallo Peter,

Es gibt Elementarteilchen ohne Masse: Photonen = Licht.

da solltest Du besser, oder exakter, schreiben ohne Ruhe masse, denn ein Photon ist durchaus schon einer Masse äquivalent.

Gandalf

Moin,

wie schon gesagt: die Gesetze der Physik sind universell. Der
Unterschied zwischen Erde und Weltraum liegt im Wesentlichen
an den Umgebungsbedingungen. Und diese haben natürlich
zufolge, daß manche Dinge sich „dort oben“ anders verhalten
als „hier unten“ - genauso wie ich mich bei -30°C anders
verhalte als bei +30°C - aber ich bleibe ich :wink:.

Also Gravitation wirkt überall da wo Masse ist---------->
Raumkrümmung
Wenn die Masse nicht Träge ist braucht sie eine Kraft von 0N

Jede Masse ist träge; da ist es egal, ob sie sich auf der Erde
befindet oder irgendwo im Weltraum.

ein anderer behauptet: die beschleunigung eines raumschiffes
im all würde der astronaut bemerken ( keine
planeten/sterne/sonne in der nähe…)…meine frage: wie
bemerkt man beschleunigung im all bzw ist das fühlbar wie

Im Prinzip merkst Du das genauso wie im Porsche oder beim
Stehen auf der Erde: die Richtung aus der geschoben wird, auf
die fallen alle Gegenstände, somit auch Du.

—>>>wie geht das denn ohne gravitation, wodurch ich doch eigentlich die beschleunigung spüre( dacht ich immer,lol…wie unreif)ich dacht immer, geschwindigkeit spüre ich, weil wiederstände herrschen, die mich daran hindern wollen, so schnell zu beschleunigen…ist das die masseträgheit die ich auf der erde habe??----------------

Wenn Du mit dem Porsche beschleunigst, dann wirst Du nach
hinten in den Sitz gepresst. Wenn Du mit der Enterprise mit
Impulstriebwerken von 0 auf 0km/h innerhalb der selben
Zeitspanne beschleunigst, dann wirst Du - vorausgesetzt, Dein
Sitz zeigt auch nach vorne, ebenso in den Sitz gedrückt; der
Unterschied ist, daß Du nicht gleichzeigt wie hier auf der
Erde durch ebenjene nach unten beschleunigt wirst. Der Spaß
geht verloren, weil Dir der visuelle Geschwindigkeitskitzel
fehlen wird…

weiters:Welche Bedingung ist dort (all) anders als auf der
Erde, die Bezug zur Massenträgheit hat?welchen bezug hat

Keine.

-----warum spricht man dann von weltraumphysik und warum kann ich dann nicht ohne weiteres im all ein feuerzeug zünden, wenn doch keine unterschiede in der physik sein sollten??warum könne dann raumfahrer nicht ewig im all bleiben, wenn es denn keine unterschied zu irdischen physik gibt??? - confused- ::frowning:

last but not least: wie weit läßt sich die "irdische"physik im
weltraum anwenden, bzw was ist anders??

Ersteinmal nichts. Aber dann fällt auf, daß wir nicht
notwendigerweise eine (so große) Beschleunigung haben, die auf
alles wirkt, so daß auch kleinere Effekte große Auswirkungen
zeigen können, daß wir keine dichte Lufthülle haben, die
einfach durch Reibung alle Bewegung hemmt, die
Temperaturunterschiede zwischen Schatten und Licht (im
erdnahen Raum nur!) größer sind,…

---->>> ja das mit der reibung versteh ich auch, jedoch kann ich immer noch nicht genau verstehen, warum man sagt, es sei nicht anders, wenn doch im all so ziemlich nichts so funktioniert wie auf der erde…raumschiffe müssen doch 0² dabei haben, um düsen zu zünden, oder lieg ich da falsch? dann ist ja doch nicht so, wie auf der erde mit der physik,…schon auf den ersten blick nicht??
wie gesagt, bin da nur ein laie und versuche zu verstehen statt nur zu lernen…

vielen dank für deine ausführlichen infos, ingo!!

Viele Grüße,
Ingo,
der sich gerne der öfter der irdischen Einflüsse auf seine
Experimente entledigen würde - wenn’s nur nicht so teuer und
aufwändig wäre.

hallo peter, danke für deine antwort.
noch eine frage : warum spricht man dann von weltraumphysik und warum funktionieren dann manche dinge im all nicht so wie auf der erde?
verbrennung, die funtkion des menschen ( gesundh.nachteile durch physikalische gegebenheiten, anders als auf de erde…)

da muss es wohl doch unterschiede geben, ich meine, die technik ( raumanzüge z.bsp.) mußte sich doch erst entwickeln, weil physikalische verhältnisse im all anders sind, wenn nicht, könnten wir doch in jeans im all rumlaufen???–confused—warum sagt man dann, dass im all nicht anders sein soll ( physikalisch) als auf der erde??

hilf mir bitte auf die sprünge, warum sehe ich das " falsch"??

gruß und besten dank

adam

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Moin,

Im Prinzip merkst Du das genauso wie im Porsche oder beim
Stehen auf der Erde: die Richtung aus der geschoben wird, auf
die fallen alle Gegenstände, somit auch Du.

—>>>wie geht das denn ohne gravitation, wodurch ich
doch eigentlich die beschleunigung spüre( dacht ich
immer,lol…wie unreif)ich dacht immer, geschwindigkeit spüre
ich, weil wiederstände herrschen, die mich daran hindern
wollen, so schnell zu beschleunigen…ist das die
masseträgheit die ich auf der erde habe??----------------

Du spürst die Beschleunigung, die Dich in den Autositz preßt, weil der Sitz Dich mit zunehmender Geschwindigkeit nach Vorne schiebt, d.h. Du wirst mit mit der Kraft, die der Motor auf den Autositz überträgt nach vorne geschoben. Bleibt die Geschwindigkeit gleich, bedarf es keiner Kraft und Du wirst keine Beschleunigung merken.
Du spürst die Erdbeschleunigung, weil Du eigentlich nach unten fallen „willst“, der Erdboden Dich aber nicht läßt; d.h. Du spürst die Kraft des Erdbodens, die er in entgegengesetzt Richtung der Erdbeschleunigung auf Dich ausübt. Wenn Du im freien Fall vom 10m Brett ins Schwimmbad springst, merkst Du die Erdbeschleunigung nicht, weil nichts da ist, was der Erdbeschleunigung Widerstand leistet[1].

Die Trägheit einer Masse ist wirklich überall im Universum gleich, sowohl hier auf der Erde als auch irgendwo anders im All. Der Unterschied von hier im Vergleich zum Weltraum: im Weltraum wiegst Du nichts, da Du keiner ständigen Beschleunigung ausgesetzt bist. Die Wage zeigt nur Dein Gewicht an, weil Du mit der Erdbeschleunigung auf sie drauf gedrück wirst.

-----warum spricht man dann von weltraumphysik und warum kann

Das ist eine Frage ähnlich wie „Warum nennen wir unsere Klimazone ‚gemäßigte Breiten‘ und die Tropen ‚Tropen‘ und die Arktis ‚Arktik‘“. Die Antwort ist in allen Fällen: Weil sich gewisse Sachen unterscheiden, im Falle der Klimazonen sowas wie die durchschnittliche Temperatur, Niederschlagshäufigkeit, Windgeschwindigkeiten, usw. Doch können wir überall von Wetter sprechen, auch können wir überall eine für die Jahreszeit typische Temperatur angeben - aber in der Sahara ist die typische Temperatur für den April deutlich höher als für Novosibirsk. Denoch können wir die Wettervorhersage mit dem selben Programm für alle Regionen betreiben, weil die Gesetzmäßigkeiten nach denen sich das Wetter verhält gleich bleiben.

Man spricht von Weltraumphysik oder Extraterrestrischer Physik, weil man damit zum Ausdruck bringen will, daß man sich mit dem Verhalten von Körpern, Gasen, Organismen, was-auch-immer beschäftig, wenn sie nicht einer konstanten (Erd-)beschleunigung ausgesetzt sind und kein Atmosphärendruck herrscht. In solchen Fällen verhalten sich manche Dinge anders, weil dann Effekte zum Tragen kommen können, die z.B. auf der Erde nicht auffallen, weil die Erdgravitation viel stärker ist als diese Effekte. Klassisches Beispiel hierfür ist z.B. das Verhalten von kleinen Partikeln in einem Gas. Auf der Erde würden sie einfach nach unten fallen und auf dem Boden liegen bleiben. In Schwerelosigkeit (oder besser: Mikrogravitation, da es nie absolute Abwesenheit von Schwerkraft gibt), werden dann Einflüsse der Aufladung von Teilchen, der Einfluß von Licht oder Temperaturunterschieden im umgebenden Gas auf die Bewegung solcher Partikel entscheidend; aber unter Schwerkraft ist dieses alles nicht beobachtbar.

Eine Reihe aktueller Experimente findest Du z.B. auf den Seiten der DLR von einer der letztjährigen Parabelflugkampagnen, die einem die Möglichkeit geben auch auf der Erde (bzw. in der Luft mit einem Flugzeug) die Erdbeschleunigung vorübergehend zu umgehen, indem das Flugzeug quasi die Wurfparabel eines Steins nachfliegt: http://www.dlr.de/rd/fachprog/fuw/fp/para/experiment…
(Achtung: das ist auch Werbung für meine Forschung *g*)

Mit ähnlicher Zielsetzung wie „Weltraumphysik“ spricht man auch von Tieftemperaturphysik (beschäftigt sich mit dem Verhalten von Dingen bei tiefen Temperaturen), Festkörperphysik (Eigenschaften von festen Körpern), etc pp.

Vielleicht läßt es sich auch anhand von Autos besser veranschaulichen: Da gibt es Zeitungen, die berichten über Sportwagen, über SUVs, über LKWs, über „normale“ Wagen… Aber alles sind im Prinzip Fahrzeuge, sie funktionieren nach den selben Gesetzmäßigkeiten. Aber in den unterschiedlichen Sparten gibt es trotzdem Unterschiede, die eine Einteilung in solche Kategorien durchaus rechtfertigt.

ich dann nicht ohne weiteres im all ein feuerzeug zünden,

Weil Dir der Sauerstoff der Erdatmosphäre fehlt, der das Gas verbrennen könnte. Würdest Du im Weltall ein Feuerzeug nehmen, welches Dein normales Feuerzeuggas und Sauerstoff enthielte, wäre es u.U. auch möglich, da was zum Brennen zu bekommen - Du hättest ein kleines Raketentriebwerk.

wenn doch keine unterschiede in der physik sein sollten??warum

Die Physik ist gleich. Aber die Umgebungsbedingungen sind anders: keine Atmosphäre, kein Atmosphärendruck.

könne dann raumfahrer nicht ewig im all bleiben, wenn es denn
keine unterschied zu irdischen physik gibt???

Ebenso hier: die Umgebungsbedingungen, nicht die physikalischen Gesetze. Der menschliche Körper ist an die Bedingungen der Erd oberfläche angepaßt, d.h. er erwartet, daß es sowas wie die konstante Erdbeschleunigung gibt. Er erwartet, daß daß Blut gegen die Erdbeschleunigung in den Kopf gepumpt werden muß und aus den Füßen wieder hoch. Ist das nicht gegeben, so sind diese Parameter nicht mehr optimal angepaßt. Resultat: der Metabolismus verändert sich und paßt sich ggf. langsam an die geringere Leistung, die er erbringen muß, an. Dann gibt es natürlich Probleme, wenn der Astronaut auf einmal wieder auf der Erde ist und der Kreislauf wieder dem „Streß“ der Erdbeschleunigung ausgesetzt ist.
Das ändert alles nichts daran, daß die Gesetzt, nach denen das abläuft, gleich bleiben.

---->>> ja das mit der reibung versteh ich auch,
jedoch kann ich immer noch nicht genau verstehen, warum man
sagt, es sei nicht anders, wenn doch im all so ziemlich nichts
so funktioniert wie auf der erde…raumschiffe müssen doch 0²
dabei haben, um düsen zu zünden, oder lieg ich da falsch? dann
ist ja doch nicht so, wie auf der erde mit der physik,…schon
auf den ersten blick nicht??

Oh doch. Die Physik und deren Gesetzmäßigkeiten sind gleich, nur die Bedingungen sind anders. Wenn ich hier auf der Erde mir einen luftleeren Raum erzeuge, dann braucht mich der Reibungswiderstand eines darin befindlichen Gegenstandes mit der Luft auch nicht zu interessieren - er wäre nämlich Null.

Gruß,
Ingo

[1]
wenn man Erbsen zählen will: natürlich ist das nicht ganz richtig, da es die umgebende Luft noch gibt; darum erreichen Fallschirmspringer ja auch eine Endgeschwindigkeit, da dann die Reibungskraft gleich der Gravitationskraft wird; aus dem selben Grunde werden wir nicht von Regentropfen erschlagen.

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hallo adam p,

noch eine frage : warum spricht man dann von weltraumphysik
und warum funktionieren dann manche dinge im all nicht so wie
auf der erde?
verbrennung, die funtkion des menschen ( gesundh.nachteile
durch physikalische gegebenheiten, anders als auf de erde…)

um es nochmal zu wiederholen, s. peter:

das Wesen der Physik ist es eben, dass die Gestze ÜBERALL
gültig sind. Es gibt absolut keinen Unterschied zwischen
irdischer und sonst einer Physik.

ich weiss nicht so ganu, worauf du oben mit verbrennung etc. abhebst…aber, auch auf der erde erstickst du ohne luft, bei 0 bar druck expoldierst du (s. der film outland mit s. connery :wink: etc. pp.

da muss es wohl doch unterschiede geben, ich meine, die
technik ( raumanzüge z.bsp.) mußte sich doch erst entwickeln,
weil physikalische verhältnisse im all anders sind,

naja, wenn du meinst, ok! (keine ironie…), dann sind die physik. verhältnisse anders, aber: NICHT die physikal. gesetze…

hilf mir bitte auf die sprünge, warum sehe ich das " falsch"??

ists nicht das, was ich oben sage, ja, die physikalische verhältnisse sind im all anders, die gestze sind aber die gleichen…bei nacht und stromausfall, sogar damals als helmut kohl bundeskanzler war…

hth,

stefan

Hi Adam,

verbrennung, die funtkion des menschen ( gesundh.nachteile
durch physikalische gegebenheiten, anders als auf de erde…)

Verbrennung funktioniert im Weltall genauso wie auf der Erde, aber da im Orbit keine Schwerkraft herrscht, kann auhc die Thermik nicht greifen.
Wenn Du auf der Erdoberfläche eine Zone mit Nullgravitation erzeugen könntet, würde auch nichts brennen. Andersherum; wenn Du im Orbit ‚Schwerkraft‘ erzeugst, z.B. durch eine Zentrifuge, dann brennt eine Kerze genauso wie auf der Erde im Schwerfeld.

da muss es wohl doch unterschiede geben, ich meine, die
technik ( raumanzüge z.bsp.) mußte sich doch erst entwickeln,
weil physikalische verhältnisse im all anders sind, wenn
nicht, könnten wir doch in jeans im all
rumlaufen???–confused—warum sagt man dann, dass im all
nicht anders sein soll ( physikalisch) als auf der erde??

Wenn Du im All mit dem Vakuum und der Kälte/Hitze klarkämst, würde nichts dagegen sprechen, dort in Jeans rumzulaufen.
Oder sprichst Du auch von Arktischer Phsyik, nur weil die Leute dort dick gewandet sind?!

Ist jetzt hoffentlich klar?

Gandalf

hallo ingo,

danke für deine ausführliche antwort:stuck_out_tongue:uhh, das muss ich erst mal verdauen :wink:

gruss
a.p

hallo!

ich habe in einem anderem forum eine heisse diskussion über
die unterschiede der physik auf der erde und im all bzw
masseträgheit im all /
beispielsweise schreibt jemand:

Also Gravitation wirkt überall da wo Masse ist---------->
Raumkrümmung
Wenn die Masse nicht Träge

Masse ist immer Träge - also man muß immer Energie aufbringen, um die momentane bewegung zu ändert - keine Energie - keine ÄNDERUNG

ist braucht sie eine Kraft von 0N
um in Bewegung gesetzt zu werden. d.h wenn deine These richtig
wäre würde Masse die sich im Universum befindet überall
gleichzeitig sein. bzw. das Objekt würde auf die Größe
unendlichgedehnt werden. Naja man kann halt nicht genau sagen
was bei 0N passieren würde, da dies unmöglich ist.
in wie weit ist das richtig???

Masse (die realtive Masse) ist im Prinzip eine Aussage über die Energie des Teilchens - E=mc² - Energie = Masse mal Lichtgeschwindigkeit² ; also ist Masse; m=E/c².
Auch Teilchen ohne Ruhemasse - also mit einer Masse von Null, wenn sie keine Energie besitzen, das sind beispeilsweise Photonen, Lichtteilchen - haben aufgrund ihrer Bewegungsenergie eine relative Masse, weil sie Energie haben.

ein anderer behauptet: die beschleunigung eines raumschiffes
im all würde der astronaut bemerken ( keine
planeten/sterne/sonne in der nähe…)…meine frage: wie
bemerkt man beschleunigung im all bzw ist das fühlbar wie
z.bsp wenn ich auf der erde in einem porsche von 0 auf 100
beschleunige?

ja. beschleunigt ein raumschiff genausoschnell, wie ein porsche, fühlt sich das ebenso an - du wirst genauso in den sitz gedrückt.

weiters:Welche Bedingung ist dort (all) anders als auf der
Erde, die Bezug zur Massenträgheit hat?

Alle Naturgesetzte sind überall im Universum gleich, also auch auf der Erde und sonst wo.

welchen bezug hat
masseträgheit zum all?bezeiht sich nicht die trägeit einer
masse auf der erde anders als im weltraum?

Die Trägheit eines Körpers auf der Erde ist identisch der irgendwo anders im All. Aber auf der Erde hast du einen Luftwiederstand, den du im freien Weltraum nicht hast.

last but not least: wie weit läßt sich die "irdische"physik im
weltraum anwenden, bzw was ist anders??

Die physikalischen Gesetzte sind überall im Universum identisch. Nur werden die Kräfte im All anders in Erscheinung treten, da es auf der erde durch ihre eigene Schwerkraft körper nach unten zieht und die luftreibung bewegte körper abbremst - diese umgebungsbedingungen gibt es im freien WeltRaum nicht.

Deine Taschenlampe funktioniert überall im Weltraum, auch dein CD-Spieler oder MP3-Player - solange keine besonderen Ereignisse dies stören - also im freien Weltraum funzt das alles so.