Sehr geehrte Teilnehmerinnen und Teilnehmer,
ich habe folgende Frage: Wie kann eine Rakete mit Rückstoßantrieb im Weltraum (Luftleer) per Rückstoß sich fortbewegen ?
Schon im voraus für Ihr bemühen besten Dank
Sehr geehrter Herr Janssens,
ich habe folgende Frage: Wie kann eine
Rakete mit Rückstoßantrieb im Weltraum
(Luftleer) per Rückstoß sich fortbewegen
?
ein fundamentaler Satz der Physik besagt, daß in einem System der Impuls erhalten bleibt, wenn keine äußeren Kräfte wirken.
System: ein abgeschlossenes Etwas, z.B. eine Rakete oder ein Schlittschuhläufer auf dem Eis mit einem Pflasterstein in der Hand.
Impuls: Produkt aus der Masse und der Geschwindigkeit eines Systems (oder Teilchens): p=m*v. Dabei ist zu beachten, daß die Geschwindigkeit ein sog. Vektor ist: Neben dem Betrag ist die Richtung wichtig (anschaulich: ein Pfeil).
Beispiel: Ein Schlittschuhläufer der Masse m(1)=100kg steht mit einem Pflasterstein der Masse m(2)=2kg in der Hand auf dem Eis. Wir wollen die Reibung (die es im Weltraum ja auch nicht gibt) der Einfachheit halber vernachlässigen. Der Impuls des Systems Läufer+Stein ist Null: p=(m(1)+m(2))*v=0, weil der Läufer ja steht (v=0).
Nun wirft er den Stein mit einer Geschwindigkeit von z.B. v(2)=20m/s weg. Der Impuls des losgelassenen Steins beträgt also p(2)=m(2)*v(2)= 40m*kg/s. Damit der Impuls des Gesamtsystems Läufer+Stein, der ja vorher Null war, erhalten bleibt, muß der Gesamtimpuls p=p(1)+p(2)=0 bleiben. Das heißt für den Impuls des Läufers p(1):
p(1)=-p(2)=-40m*kg/s=m(1)*v(1).
Da m(1)=100kg folgt: v(1)=-0,4m/s. der Läufer bewegt sich also mit dieser Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung wie der Stein.
Anwendung: Wie der Läufer den Stein, so wirft die Rakete die Verbrennungsgase nach hinten und bewegt sich deshalb in die andere Richtung. Da die Verbrennungsgase aber sehr schnell sind, wird die Rakete auch vergleichsweise schnell. Wie man aus den Gleichungen sieht, kann man die Geschwindigkeit der Rakete erhöhen, indem man besonders viel Treibstoff (und damit Verbrennungsgase) ausstößt, oder indem man die Geschwindigkeit der Gase erhöht. Da der Treibstoff aber mittransportiert werden muß und einiges wiegt, versucht man, die Geschwindigkeit der Gase immer weiter nach oben zu treiben.
Ich hoffe, dies beantwortet Ihre Fragen. Für Rückfragen stehe ich gerne zur Verfügung.
Mit freundlichen Grüßen
Thomas Stucky
ich habe folgende Frage: Wie kann eine
Rakete mit Rückstoßantrieb im Weltraum
(Luftleer) per Rückstoß sich fortbewegen
actio = reactio (Newton).
Einer Kraft (ausstroemende Gase) wirkt
immer eine gleichgrosse entgegen (Vorwaerts-
bewegung).
MEB
Hi,
die physikalisch richtige Begründung ist die über den Imulserhaltungssatz. Damit kannst du dann eine Geichung aufstellen, in die Masse der Rakete, Masse der ausströmende Gase und Austrittsgeschiwindikeit eingehen und erhälst eine Formel für die Endgeschwindigkeit der Rakte (Zielkowski-Formel).
Anschaulicher finde ich die Vorstellung, dass der Raum hinter der Rakete ja nicht leer ist. Da sind nämlich die Ausstoßgase. Und an denen stösst die Rakte sich sozusagen ab. Genauso wie jemand, der sich von der Erde abstösst und hochspringt. Nur ist die Erde eben so Schwer, daß er immer wieder zurückfällt (ausser er kann mit Fluchtgeschwindigkeit abspringen). Die Ausstoßteichen sind aber leicht und schnell, also faällt die Rakete nicht zurück.
Max
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ich habe folgende Frage: Wie kann eine:Rakete mit Rückstoßantrieb im Weltraum:(Luftleer) per Rückstoß sich fortbewegen:?
Hi,
die Antworten unten sollten Deine Frage physikalisch beantworten, zu Deinem Staunen ist zu sagen, dass die Rakete sich ihre Materie mitbringt, um das Vakuum zu "verschmutzen", von dieser Materie st"osst sie sich sozusagen ab.
Photonenantrieb/Sonnensegel lassen sich nicht ganz so vereinfachen ;-)
MfG, Lutz