Hallo Leute, angeregt durch den „Käfigbeitrag“ ein ähnlicher Faden.
Es sei:
ein Raumstation die um die Erde kreist.
Darin ein Heliumballon.
Frage: wo bewegt er sich hin wenn er losgelassen wird.
nach oben zur Decke oder runter auf den Boden.
(Der Boden liegt näher an der Erde)
Gruss Kurt
Hallo Kurt,
also… nach meinem bescheidenen Wissen: er würde sich gar nicht bewegen, da Anziehungskraft durch Fliehkraft genau ausgeglichen ist.
verwende auch hier den Ersatz Ballon gegen „richtige“ Materie (also Wasser, Hammer etc.) sie schweben einfach
Grüße
CEM
Hallo Kurt,
Es sei:
ein Raumstation die um die Erde kreist.
Darin ein Heliumballon.
Frage: wo bewegt er sich hin wenn er losgelassen wird.
nach oben zur Decke oder runter auf den Boden.
(Der Boden liegt näher an der Erde)
ich denke Richtung Boden wenn er vorher an der Decke gehalten wurde
habe es aber noch nicht 100% durchdacht.
Es kann hier nicht der Vergleich mit voriger Frage herhalten.
Jedes Masseteilchen in Bezug zu einer Achse zum Erdmittelpunkt
hat die gleiche Winkelgeschwindigkeit, das entferntere aber die
größere absolute Geschwindigkeit.
Dies verträgt sich nicht.
Wenn ich eine Perlenkette zur Erdachse fixieren würde und diese dann
frei gäbe, würde sich die Kette aus der Achse bewegen da jede Perle
ein eigenständiger Satellit wäre.
Die erdnahen Satelliten brauchen zum Halten der „Bahnhöhe“ eben eine
größer Winkelgeschwindigkeit.
Genau vorrechnen will ich dies jetzt zu später Stunde nicht.
Der Heliumballon ist ja praktisch eine Lücke in der kontinuierlichen
(mitgeführten) Luftmasse der Raumstation.
Gruß VIKTOR
Die Frage lässt sich leicht beantworten, denn wir erleben sie täglich nur mit andern Materialien und Dimensionen.
Nimm statt Luft Wasser und statt dem Ballon eine gewisse Luftmenge.
Die Raumstation sei immer gleichweit vom Erdmittelpunkt entfert. Alles was unterhalb der Mitte der Raumstation ist, hat eine zu geringe Winkelgeschwindigkeit und erfährt eine gewisse Beschleunigung nach unten. Alles was oberhalb der Mitte der Raumstation ist, hat eine zu hohe Winkelgeschwindigkeit und erfährt eine gewisse Beschleunigung nach oben.
Demnach wird sich das Wasser (mit der größeren Masse) oben und unten in der Raumstation finden und die massenärmere Luft in der Mitte.
Das gleich passiert mit dem Wasser auf der Erde, welches sich (mit der Erde) um einen gemeinsamen Schwerpunkt Erde-Mond bewegt. Alles was weiter von diesem Schwerpunkt entfernt liegt erfährt eine Beschleunigung von diesem weg. Das sind die Flutberge, gegenüberliegend auf der Erde liegend.
Etwas völlig alltägliches, aber im Prinzip das gleiche Phänomen.
Nur sind die Kräfte in der Raumstation, mit den so kleinen Differenzen, um soviel kleiner, daß möglicherweise andere Kräfte (wie zB die Adhäsionskraft der Materialien) durchaus größerer Wirkung zeigen können.
Die Raumstation sei immer gleichweit vom Erdmittelpunkt
entfert. Alles was unterhalb der Mitte der Raumstation ist,
hat eine zu geringe Winkelgeschwindigkeit und erfährt eine
gewisse Beschleunigung nach unten. Alles was oberhalb der
Mitte der Raumstation ist, hat eine zu hohe
Winkelgeschwindigkeit und erfährt eine gewisse Beschleunigung
nach oben.
Hallo,
soweit ist das der richtige Ansatz. Es kommt aber dazu, dass der nach unten driftende Ballon bei genügend Platz unter die Bahnhöhe sinkt, die seiner Winkelgeschwindigkeit entsprechen würde, und dann wieder aufsteigt - die Konsequenz ist die bekannte „Football-Kurve“, ein Gegenstand, den man aus der Raumstation wirft, umkreist diese auf annähernd einer Ellipse, ist also pro Umkreisung 1 mal oberhalb und 1 mal unterhalb der Station.
Also andere Störungen ausgeschlossen müsste der Ballon während einer Erdumkreisung eine Ellipse innerhalb der Station fliegen.
Gruss Reinhard
Also andere Störungen ausgeschlossen müsste der Ballon während
einer Erdumkreisung eine Ellipse innerhalb der Station
fliegen.
In der Realität werden die Störungen aber dominant sein. Da wird der Ballon vom Lüftungssystem durch die Station gepustet.
Hallo,
Die Raumstation sei immer gleichweit vom Erdmittelpunkt
entfert. Alles was unterhalb der Mitte der Raumstation ist,
hat eine zu geringe Winkelgeschwindigkeit und erfährt eine
gewisse Beschleunigung nach unten. Alles was oberhalb der
Mitte der Raumstation ist, hat eine zu hohe
Winkelgeschwindigkeit und erfährt eine gewisse Beschleunigung
nach oben.
So seh ich das auch.
soweit ist das der richtige Ansatz. Es kommt aber dazu, dass
der nach unten driftende Ballon bei genügend Platz unter die
Bahnhöhe sinkt, die seiner Winkelgeschwindigkeit entsprechen
würde, und dann wieder aufsteigt - die Konsequenz ist die
bekannte „Football-Kurve“, ein Gegenstand, den man aus der
Raumstation wirft, umkreist diese auf annähernd einer Ellipse,
ist also pro Umkreisung 1 mal oberhalb und 1 mal unterhalb der
Station.Also andere Störungen ausgeschlossen müsste der Ballon während
einer Erdumkreisung eine Ellipse innerhalb der Station
fliegen.
Schon, nur dazu wird es warscheinlich nicht kommen weil der Ballon stark bedämpft ist, er keine Eigenresonanz aufbauen kann.
Langfristig wird er sich in der Mitte des Station einfinden.
Gruss Kurt
Hallo Kurt,
Also andere Störungen ausgeschlossen müsste der Ballon während
einer Erdumkreisung eine Ellipse innerhalb der Station
fliegen.Schon, nur dazu wird es warscheinlich nicht kommen weil der
Ballon stark bedämpft ist, er keine Eigenresonanz aufbauen
kann.
Langfristig wird er sich in der Mitte des Station einfinden.
Ich denke, da wird etwas verwechselt.
Der Ballon ist nicht der Angriffspunkt der Radialkräfte und der
der Geschwindigkeit welche eine Bahnhöhe erzwingen.
Der Ballon markiert nur eine Lücke in der Masse der Luftmoleküle.
Das „Gleichgewicht“ muß sich in der Luftmasse selbst einstellen
unter Berücksichtigung eben dieser Lücke.
Der Ballon bewegt sich nur durch Druckdifferenzen im Luftraum auf
eine Position, welche stabile Verhältnisse erzwingt.
Andere Bewegungskräfte sind nicht zu erkennen.
Er wird sich also nur in der Mitte aufhalten, wenn dort die Summe
(Resultierende)aller Luft-Druck-Kräfte auf ihn Null ist.
Die Frage stellt sich nur - woher kommen die eventuellen
Druckunterschiede im Luftraum ?
Da könnte mein Beispiel mit der Perlenkette in meinem vorigen
Beitrag hilfreich sein (zur Veranschaulichung) da auch die
Luftmoleküle frei beweglich sind und bei gleichmäßigen Druck-
verhältnissen sie bei gleicher Winkelgeschwindigkeit nicht in ihrer
Bahnposition bleiben könnten.
Ich könnte mir vorstellen, daß der Luftdruck vom Boden zur Decke
ansteigt.Dementsprechend „schwimmt“ der Ballon „auf“ - also Richtung
Erde.
Gruß VIKTOR
Hallo VICTOR
Also andere Störungen ausgeschlossen müsste der Ballon während
einer Erdumkreisung eine Ellipse innerhalb der Station
fliegen.Schon, nur dazu wird es warscheinlich nicht kommen weil der
Ballon stark bedämpft ist, er keine Eigenresonanz aufbauen
kann.
Langfristig wird er sich in der Mitte des Station einfinden.Ich denke, da wird etwas verwechselt.
Der Ballon ist nicht der Angriffspunkt der Radialkräfte und
der Geschwindigkeit welche eine Bahnhöhe erzwingen.
Der Ballon markiert nur eine Lücke in der Masse der
Luftmoleküle.
Das „Gleichgewicht“ muß sich in der Luftmasse selbst
einstellen
unter Berücksichtigung eben dieser Lücke.
So war es auch angedacht.
Der Ballon bewegt sich nur durch Druckdifferenzen im Luftraum
auf
eine Position, welche stabile Verhältnisse erzwingt.
Andere Bewegungskräfte sind nicht zu erkennen.
Er wird sich also nur in der Mitte aufhalten, wenn dort die
Summe
(Resultierende)aller Luft-Druck-Kräfte auf ihn Null ist.
Die Frage stellt sich nur - woher kommen die eventuellen
Druckunterschiede im Luftraum ?
Da könnte mein Beispiel mit der Perlenkette in meinem vorigen
Beitrag hilfreich sein (zur Veranschaulichung) da auch die
Luftmoleküle frei beweglich sind und bei gleichmäßigen Druck-
verhältnissen sie bei gleicher Winkelgeschwindigkeit nicht in
ihrer
Bahnposition bleiben könnten.
Ich könnte mir vorstellen, daß der Luftdruck vom Boden zur
Decke
ansteigt.Dementsprechend „schwimmt“ der Ballon „auf“ - also
Richtung
Erde.
Nun, das seh ich nicht so.
Er schwimmt auf, ja richtig, aber der geringste Luftdruck ist nicht an der Decke oder am Boden, sondern in der Mitte.
Gruss Kurt
Hallo Kurt,
Ich könnte mir vorstellen, daß der Luftdruck vom Boden zur
Decke
ansteigt.Dementsprechend „schwimmt“ der Ballon „auf“ - also
Richtung
Erde.Nun, das seh ich nicht so.
Er schwimmt auf, ja richtig, aber der geringste Luftdruck ist
nicht an der Decke oder am Boden, sondern in der Mitte.
kann sein, nur -hast Du dafür wenigstens eine verbale Erklärung oder
Idee ?
Warum sollten sich die Moleküle der Luft am Boden und an der Decke
verdichten bei kontinuierlicher Abnahme der Dichte (oder Aktivität,
also Temperatur) zur Mitte hin.
Dies habe ich auch Anfangs intuitiv so gemeint, aber keine Begründung
gefunden.Daß dort der Schwerpunkt des Raumschiffes gedacht werden kann
und freie Moleküle dort konform mit der Bewegungsphysik des
Raumschiffes schweben scheint mir nicht zwingend als Grund für eine
geringere Dichte der Luft.Also wenn Du eine erhellende Idee hast,
lass mich daran teilhaben.
Gruß VIKTOR
Hallo Kurt, alles im Schiff Freibewegliche folgt Keplerbahnen, deswegen gibt es in der Luft keinen Dichtegradienten und keinen Auftrieb. Der elastische Ballon spürt aber die Gezeitenkraft und wird oben-unten gestreckt, quer dazu gestaucht, das Volumen bleibt (anfangs) erhalten. Der Ballon bleibt an seinem Ort. Gruß, eck.
Halo VIKTOR,
Warum sollten sich die Moleküle der Luft am Boden und an der
Decke
verdichten bei kontinuierlicher Abnahme der Dichte (oder
Aktivität,
also Temperatur) zur Mitte hin.
Dies habe ich auch Anfangs intuitiv so gemeint, aber keine
Begründung gefunden.
ich -sehe- das in etwa so.
Die Station kreist um die Erde.
Es gibt nur einen einzigen Abstand wo sich alle Kräfte aufheben.
Materie die drüber ist, verlässt die Bahn nach aussen hin.
Materie die drunter ist -fällt- Richtung Erde.
Da nun die Station ja nicht ein Punkt oder eine Linie ist, ist immer ein Teil davon oberhalb bzw. unterhalb dieser Linie.
Somit werden die Luftmoleküle die sich oberhalb dieser Linie befinden nach oben hin wandern, diejenigen die unterhalb sind, nach unten.
Daher gibt es in der Mitte ein Minimum und an der Decke und am Boden eine vermehrte Ansammlung.
Somit ist der Druck in der Mitte am geringsten, der Gasballon wird immer -aufgeschwemmt-, egal ob er sich oberhalb oder unterhalb dieser Linie befindet, strebt also zur Mitte des Schiffes.
So in etwa stell ich mir das vor.
Gruss Kurt
Hallo eck,
Hallo Kurt, alles im Schiff Freibewegliche folgt Keplerbahnen,
deswegen gibt es in der Luft keinen Dichtegradienten und
keinen Auftrieb. Der elastische Ballon spürt aber die
Gezeitenkraft und wird oben-unten gestreckt, quer dazu
gestaucht, das Volumen bleibt (anfangs) erhalten. Der Ballon
bleibt an seinem Ort.
du schreibst dass der Ballon gestreckt wird.
Genau darum geht es ja hier.
Das bedeutet dass das Gas im Ballon nach aussen und nach innen (nach oben und unten) strebt.
ALso ein Verdickung des Gases oben und unten stattfindet.
Das ist leicht erklärbar wenn man sich die Bahn eines kreisenden Teilchens vorstellt.
Ist es zu weit aussen wird es abgetrieben, stürzt runter wenn es zu weit innen ist.
Da die einzelnen Gasmoleküle sich ihre Geschwindigkeit nicht aussuchen können kommt es eben zu diesen Umständen.
Die „Perlenkette“ zeigt es ja.
Gruss Kurt
PS:
„Der elastische Ballon spürt aber die Gezeitenkraft“
Nun, so bedacht kann es nicht verstanden werden.
Denn es gibt keine Gezeitenkraft.
Dieser Name ist ein Bezeichner für Vorgänge, nicht umgekehrt.
Hallo Kurt,
Warum sollten sich die Moleküle der Luft am Boden und an der
Decke
verdichten bei kontinuierlicher Abnahme der Dichte (oder
Aktivität,
also Temperatur) zur Mitte hin.
Dies habe ich auch Anfangs intuitiv so gemeint, aber keine
Begründung gefunden.ich -sehe- das in etwa so.
Die Station kreist um die Erde.
Es gibt nur einen einzigen Abstand wo sich alle Kräfte
aufheben.
Genau.
Materie die drüber ist, verlässt die Bahn nach aussen hin.
Materie die drunter ist -fällt- Richtung Erde.
Ist dies logisch, oder ?
Denk an die Perlenkette !(s. vorigen Beitrag von mir)
Ich hatte ja auch erst so gedacht auch was von Dir unten folgt.
Hatte dann aber Zweifel.Muß es nochmals überdenken.
Gruß VIKTOR
Hallo VIKTOR,
Warum sollten sich die Moleküle der Luft am Boden und an der
Decke
verdichten bei kontinuierlicher Abnahme der Dichte (oder
Aktivität,
also Temperatur) zur Mitte hin.
Dies habe ich auch Anfangs intuitiv so gemeint, aber keine
Begründung gefunden.ich -sehe- das in etwa so.
Die Station kreist um die Erde.
Es gibt nur einen einzigen Abstand wo sich alle Kräfte
aufheben.
Genau.
Eben, darum -seh- ich momentan dass Materie die ausserhalb ist langsamer kreisen muss damit die Kreisbahn bleibt.
Diejenige die innerhalb ist müsste schneller kreisen.
Da dies nicht geht ist das Kreisen für die Materie ausserhalb zu schnell, für die innerhalb zu langsam.
Wenn du die Perlenkette anschaust dann bleiben diejenigen die ausserhalb sind zurück.
Das ist aber hier nicht der Fall, sie sind zu schnell und triften ab.
Andererseits machen die äusseren Teile sowieso einen weiteren Weg und dadurch könnte man wiederum -sehen- dass sie ja eh schneller sind.
Naja, ich weiss es auch nicht.
Die Lösung zum Verstehen liegt vielleicht darin die Bahnen zu berechnen/verstehen.
Zu erkennen ob der Abstandsunterschied zwischen Mitte und Oben ausreicht um den Unterschied der -richtigen- Bahngeschwindigkeit zu erreichen.
Letztendlich wird vielleicht die Gravitationsstärke entscheidend
und diese würde meine Vorstellung stützen.
Denn diese ist nicht Abstandsproportional, und daher ist die notwendige Geschwindigkeit nicht linear zur Entfernung.
Einen wichtigen Hinweis zu meinen Überlegungen liefern die Arme einer Galaxie, sie -hinken- nach.
Somit ist der Teil des Schiffes der -oberhalb- ist eindeutig zu schnell.
Also Abtriften, und innerhalb, Runterfallen.
Gruss Kurt
Hallo Kurt!
Die Station kreist um die Erde.
Es gibt nur einen einzigen Abstand wo sich alle Kräfte
aufheben.
Materie die drüber ist, verlässt die Bahn nach aussen hin.
Materie die drunter ist -fällt- Richtung Erde.
Da nun die Station ja nicht ein Punkt oder eine Linie ist, ist
immer ein Teil davon oberhalb bzw. unterhalb dieser Linie.
Somit werden die Luftmoleküle die sich oberhalb dieser Linie
befinden nach oben hin wandern, diejenigen die unterhalb sind,
nach unten.
Daher gibt es in der Mitte ein Minimum und an der Decke und am
Boden eine vermehrte Ansammlung.
Somit ist der Druck in der Mitte am geringsten, der Gasballon
wird immer -aufgeschwemmt-, egal ob er sich oberhalb oder
unterhalb dieser Linie befindet, strebt also zur Mitte des
Schiffes.
Klingt alles völlig logisch.
Grüße
Andreas
Hallo Kurt, Du hast recht, mein erstes Argument -Keplerbahn- ist falsch, da gleiche Winkelgeschwindigkeiten herrschen. Es gibt eine Gasverdichtung oben und unten und in der Mitte, das, wegen der lateralen Stauchung. Also wird der Ballon in halber Höhe an den Wänden entlang wandern. Gruß, eck.
Hallo,
der Schwerpunkt einer Raumstation bewegt sich auf der Bahnkurve, die durch die Geschwindigkeit vorgegeben ist. Wäre sie schneller, würde sie sich tiefer bewegen, wäre sie langsamer, wäre sie weiter oben (siehe z.B. http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Clar…). Die Raumstation hat eine Ausdehnung und alles von/in ihr bewegt sich mit gleicher Geschwindigkeit. Das bedeutet aber, alles, was sich unterhalb ihres Schwerpunktes befindet, bewegt sich eigentlich zu langsam für seine Flughöhe und erfährt deshalb eine Kraft nach oben. Umgekehrt bewegt sich alles oberhalb des Schwerpunktes eigentlich zu schnell für seine Flughöhe und erfährt eine Kraft nach unten. Das bedeutet für die frei bewegliche Luft in der Station, dass es einen Gradienten im Druck gibt: im Schwerpunkt ist der Druck etwas größer als oberhalb und unterhalb des Schwerpunktes; die Extremwerte sind dann ganz oben und ganz unten in der Station.
Für den Ballon ergibt sich daraus: wenn man ihn oberhalb des Schwerpunktes der Station loslässt, driftet er nach oben. Wenn man ihn unterhalb des Schwerpunktes loslässt, driftet er nach unten. Und wenn man ihn optimal symmetrisch zum Schwerpunkt loslässt, bleibt er dort.
Wo liege ich falsch?
Gruß
loderunner
Hi,
schöne Erklärung, nur die Kräfte sind genau anders herum. Was sich unterhalb des Schwerpunktes befindet, bewegt sich zu langsam, hat eine zu geringe Zentrifugalbeschleunigung und wird daher zur Erde gezogen. Bzw. umgekehrt.
Insgesamt wird also jedes Objekt entlang der Verbindungslinie Erde-zu-Objekt auseinandergezogen, auch bekannt als Gezeitenkraft.
Ein Heliumballon würde sich immer zum Schwerpunkt der Raumstation bewegen, weil die Luft zur erdzugewandten und erdabgewandten Seite vom Schwerpunkt wegströmt, den Ballon dort verdrängt, der damit zur Mitte hin ausweicht.
Da die Kräfte aber minimal sind, dürfte das kaum beobachtbar sein.
Gruß
Moriarty
Hallo Strahlentierchen, die Winkelgeschwindigkeit ist für alles im Schiff dieselbe, solange der „Boden“ immer zur Erde zeigt. Gruß, eck.
