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Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 23. Okt 2015 23:55    Titel: Astronaut Antworten mit Zitat

Ein Astronaut schwebt im Abstand von 20m von seinem Raumschiff entfernt und sei mit einem Lasergewehr der Leistung 1000W ausgerüstet. Die Gesamtmasse Astronaut+Raumanzug+Laser beträgt 95kg. Wie lange braucht er um sein Raumschiff zu erreichen wenn er den Laser als Antrieb benutzt?




Hat jemand für mich einen Ansatz wie ich die Aufgabe gelöst bekomme? Ich denke Impulserhaltungssatz hilft hier nicht?







Das war mein Ansatz allerdings fehlt mir sowohl a als auch t. Ist das der richtige Ansatz und wie mache ich hier weiter?

Dankeschön!!!
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247

Beitrag VeryApe Verfasst am: 24. Okt 2015 08:54    Titel: Antworten mit Zitat

schon mal davon gehört Leistung ist Arbeit/Energie pro Zeit






kannsd du damit was anfangen bzw kannsd du das integrieren bzw erhälst dann v(t) und nochmals integriert s(t).

oder machen wirs einfach die Gleichung integriert ergibt wahrscheinlich das was du eh schon weißt.. die Leistung mal der zeit ergibt die zugeführte Energie bzw da die Energie in Bewegung geht und der Körper vorher ruht gilt.

P*t=0.5 m*v²

das wäre die obige formel einmal integriert so jetzt nach t umstellen v(t) und nach t integriert ergibt s(t). oder nicht?
Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 24. Okt 2015 20:59    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo VeryApe wir haben also nun soll nach t umgestellt werden. Dann erhalte ich oder meinst du nach v umstellen?



Dann würde ich erhalten. Der weg s ist gegeben so das ich nach t auflösen kann.



Dann erhalte ich: .

Stimmt das? Danke
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 24. Okt 2015 21:36    Titel: Antworten mit Zitat

ich glaube das stimmt nicht

der Laser wirkt als konstante Kraft F=P/c
Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 24. Okt 2015 21:56    Titel: Antworten mit Zitat

Wie rechnet man es denn dann?
Ich



Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching

Beitrag Ich Verfasst am: 24. Okt 2015 22:37    Titel: Antworten mit Zitat

xb hat dir Kraft gegeben. Nutze sie!
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247

Beitrag VeryApe Verfasst am: 25. Okt 2015 00:35    Titel: Antworten mit Zitat

in meinem Szenario überträgt der Laser 1000 Watt Leistung auf den Astronauten als Antriebsleistung.

Sollte die Kraft wie xb angibt konstant sein mit P/c so ist die Antriebsleistung nicht 1000 Watt.

Angenommen Strahltriebwerk Leistung.
Ein Teil der Leistung desStrahltriebwerks geht in Antrieb des Objektes und ein weiterer Teil geht in Beschleunigung der Gase.

Bei Licht wird wahrscheinlich ein Teil in Strahlungsenergie gehen der andere Teil in Beschleunigungsenergie des Raumschiffes.

weiß jemand wie man bei Licht genau vorgeht.

bei konstanter Kraft (laut xb) wird die Antriebsleistung immer größer umgekehrt muß immer weniger Leistung in Strahlungsenergie des Lasers übergehen.

kann das jemand erklären interessiert mich jetzt selber.
Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 25. Okt 2015 09:37    Titel: Antworten mit Zitat

@VeryApe, wäre demnach mein Ergebnis mit t=3,49s korrekt?

Danke
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 25. Okt 2015 10:16    Titel: Antworten mit Zitat

Mal überlegen

kann ein Laser mit 1000W
95kg in 3.49s 20m weit bewegen?
Kann das ein Maschinengewehr?
Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 25. Okt 2015 10:20    Titel: Antworten mit Zitat

xb hat Folgendes geschrieben:
Mal überlegen

kann ein Laser mit 1000W
95kg in 3.49s 20m weit bewegen?
Kann das ein Maschinengewehr?


Sehr wahrscheinlich nicht. Allerdings verhält es sich im Luftleerenraum auch wieder etwas anders. Wäre jemand so nett und mir nun mal zu helfen wie ich die Aufgabe gelöst bekomme?
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 25. Okt 2015 10:23    Titel: Antworten mit Zitat

Die Kraft ist anscheinend konstant
F=P/c

konstante Kraft bedeutet konstante Beschleunigung
die Rechnung wird also einfacher
Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 25. Okt 2015 10:29    Titel: Antworten mit Zitat

Wie kommst du denn auf F=P/c? das ist mir garnicht ersichtlich.


dann kürzt sich die Leistung heraus? Das macht doch ebenso keinen Sinn.
Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 25. Okt 2015 12:23    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn gilt dann ist und damit

Dann eingesetzt in erhält man:



Dann erhält man t=33763s. Das macht doch auch keinen Sinn.
Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 25. Okt 2015 19:05    Titel: Antworten mit Zitat

Kann nochmal jemand auf meine Lösung schauen? Mir erscheint das viel zu lange.
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 25. Okt 2015 20:26    Titel: Antworten mit Zitat

Eindeutig ja
über 9 Stunden





die Impulsändereung der Photonen ist die gesuchte Kraft

man könnte den Laser noch auf andere Art als Antrieb benutzen
einfach werfen aber in die richtige Richtung
Doc Brown
Gast





Beitrag Doc Brown Verfasst am: 25. Okt 2015 21:08    Titel: Antworten mit Zitat

Den Laser zu werfen erscheint mir da ehrlich gesagt sehr viel effizienter als 9 Stunden zu warten bis man das Raumschiff erreicht.

Vielen Dank! Thumbs up!
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247

Beitrag VeryApe Verfasst am: 26. Okt 2015 09:39    Titel: Antworten mit Zitat

Wie funktioniert jetzt Licht als Antrieb genutzt genau?

Ich habe unter Strahlungsdruck nachgelesen.
wenn die gesamte Leistung des Lasers in die Impulsänderung der Photonen geht ist die Kraft



ein Teil der Leistung geht aber in die Beschleunigung des Astronauten bzw lasergewehrs


actio F*c reactio F*v



Ein Teil der Energie geht in die Strahlung ein Teil in die Beschleunigung des Astronauten plus Lasergewehr.



Die Beschleunigungsleistung auf den Astronauten müsste dann sein



Das heißt die übertragene Leistung auf den Astronauten wird immer größer auf das Licht immer kleiner

eine weitere Gleichung besagt



dann muß der Laser mit steigender Geschwindigkeit des Astronauten immer mehr niederfrequenteres Licht aussenden.

kann hier jemand mal genau aufklären.
Huggy



Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785

Beitrag Huggy Verfasst am: 26. Okt 2015 11:11    Titel: Antworten mit Zitat

Es ist richtig, dass nicht die gesamte vom Laser abgegebene Energie mit der Strahlung davon getragen werden kann, denn dann könnte die kinetische Energie des Astronauten nicht zunehmen. Die Korrektur sollte aber sehr klein sein. Meiner Meinung nach ist sie so zu berechnen:

Der Laser mögen Photonen der Frequenz abgeben, wenn er unbeweglich ist, d. h. mit einer unendlich großen Masse verbunden ist. Diese haben eine Energie



und einen Impuls



Ist die mit dem Laser verbundene Masse nicht unendlich, wird sie über den Rückstoß einen Teil der Energie erhalten. Die Energie und damit die Frequenz der abgegeben Photonen wird also kleiner sein. Sie lässt sich wie üblich über den Energie- und den Impulssatz berechnen. In einem Bezugssystem, in dem die aktuelle Geschwindigkeit des Astronauten 0 ist, möge der Astronaut durch den Rückstoß die Geschwindigkeit bekommen. Dann gilt:





Die Lösung dieses Gleichungssystems liefert die Frequenzänderung durch die endliche Masse und den dadurch bewirkten Geschwindigkeitszuwachs des Astronauten.

Da man bei jedem abgegebenen Photon ein Bezugssytem wählen kann, in dem der Astronaut gerade ruht, ist das Ergebnis unabhängig von dem Referenzbezugssystem. Die Beschleunigung des Astronauten ist also immer gleich.

Ein Beobachter, relativ zu dem sich der Astronaut aktuell bewegt, sieht natürlich aufgrund des Dopplereffekts eine geringfügig andere Photonenfrequenz.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247

Beitrag VeryApe Verfasst am: 28. Okt 2015 07:22    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:






Dieses Gleichungssystem stimmt doch nur, wenn du immer in ein Inertialsystem wechselst, indem der Astronaut die Geschwindigkeit 0 hat und ein Photon abgibt.
Das Problem dabei, dass beim diesem Wechsel nie Energie in die Geschwindigkeitsänderung des Astronauten geht bzw die Energie geht gegen 0.. da eine änderung von 0 auf v, weil v wegen planksches wirkungsquantum sehr gering als dv betrachtet werden kann.







Du müsstest doch ein Gleichungssystem aufstellen bei dem du nicht dauernd wechseln mußt das für größere v gilt. damit eine sinnvolle Energiemenge auf den Astronauten übergeht und damit du überhaupt eine Frequenzänderung feststellst denn diese ist hier null mit einerm Fehler von dv²

Ich habe das mal gelöst in welchen Bereich hier v liegt

Astronaut von 0 auf v über dt Abgabe ein Photon






















Ich betrachte die Wurzel näher









Fehlt uns dieses a² in der Wurzel in SI Einheiten eingesetzt




Der Fehler in der Wurzel


ich gehe jetzt von einer positiven Lösung aus obwohl es hier sicher negativ ist. aber das ganze dreht sich halt dann um

also wenn ich hier die Wurzel mit (c+a)² ersetze ist
c+a>g die frage ist wieviel sehr gering aufjeden Fall

aber Kontrolle, ich schaue mal ob der Fehler kleiner a² ist





Fehlt uns in der Wurzel



und

Das heißt in der Wurzel wäre jetzt ein geringerer Wert als c²+2ac den wir brauchen um exakt g zu berechnen

sprich

c+a>g>c+a-a²

das heißt Fehler kleiner a² wenn ich mit (c+a)² substituiere










v entspricht also a und die Energie liegt bei a² und somit sogar im Fehler bereich

im Prinzip ist es so das wenn ich jetzt durch delta t dividiere



das selbe wie bei einer unendlichen Masse

Du müsstest also eine Änderung des Astronauten von v auf v+dv mit v >>0 betrachten.

Zitat:

Da man bei jedem abgegebenen Photon ein Bezugssytem wählen kann, in dem der Astronaut gerade ruht, ist das Ergebnis unabhängig von dem Referenzbezugssystem. Die Beschleunigung des Astronauten ist also immer gleich.


Wenn du jedesmal das Bezugsystem wechselst und c für Licht einsetzt bist du ja schon in der Relativitätstheorie und nicht mehr in der klassischen Mechanik. Die Beschleunigung kann nicht gleich sein weder nach klassischer Mechanik hier müsstest du nun für das Licht (c+v) einsetzen noch in der Relativitätstheorie hier müsstest du umrechnen in das Bezugssystem indem sich der Astronaut mit v auf (v+dv) bewegt.

Natürlich sind das alles peanuts.

ich will eigentlich nur noch herausfinden wie groß der Fehler aufgrund der klassischen Mechanik ist. wenn ich sage

F*c actio ist F*v reactio



bei Geschwinigkeiten die viel kleiner sind als das Licht
Huggy



Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785

Beitrag Huggy Verfasst am: 28. Okt 2015 14:07    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Wenn du jedesmal das Bezugsystem wechselst und c für Licht einsetzt bist du ja schon in der Relativitätstheorie und nicht mehr in der klassischen Mechanik.

Das Problem kann ja auch nicht komplett in klassischer Mechanik gelöst werden, ganz unabhängig davon, ob man mal zwischendurch das Bezugssystem wechselt oder nicht. Elektromagnetische Strahlung gehorcht nun mal nicht der klassischen Mechanik. Im Teilchenbild (Photonen) braucht man auf jeden Fall die Energie-Impuls-Beziehung der Photonen



Die steckt auch schon in dem Ansatz von xb, denn durch ableiten nach der Zeit ergibt sich




Bei einem der klassischen Mechanik gehorchenden Teilchen hat man dagegen




Deshalb ist mir schon mal unklar, auf welcher Basis du eine Beziehung

Zitat:


unterstellst und für wen oder was die gelten soll.

Zitat:
Die Beschleunigung kann nicht gleich sein weder nach klassischer Mechanik hier müsstest du nun für das Licht (c+v) einsetzen noch in der Relativitätstheorie hier müsstest du umrechnen in das Bezugssystem indem sich der Astronaut mit v auf (v+dv) bewegt.


Für rein klassische Teilchen ist die Beschleunigung aufgrund von Kräften zwischen den Teilchen (einer Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie) schon mal unabhängig vom Bezugssystem. Ich rede natürlich nur von gleichförmig gegeneinander bewegten Bezugssystemen.

Wenn eines der Teilchen nichtklassich ist (Photon), sollte sich daran nichts ändern, wenn man die Impulsabhängikeit des Photons vom Bezugssystem aufgrund des Dopplereffekts berücksichtigt, die relativistische Abhängigkeit von Zeit- und Ortsdifferenzen vom Bezugssystem aber vernachlässigt.


Auf einen Aspekt möchte ich noch mal besonders hinweisen. Bei gleichförmig gegeneinander bewegten Bezugssystemen sind in der klassischen Mechanik die Geschwindigkeiten abhängig vom Bezugsystem, also auch die Impulse und die kinetische Energie, die Beschleunigen und damit die Kräfte sind dagegen nicht vom Bezugssystem abhängig. Die Leistung als Änderung der kinetischen Energie pro Zeiteinheit ist dagegen sehr wohl vom Bezugssystem abhängig. Die Aufteilung der Änderung der kinetischen Energie von Teilchen aufgrund von Wechselwirkungen zwischen ihnen ist auch vom Bezugssystem abhängig. Das hat nichts mit einem speziellen physikalischen Mechanismus zu tun. Es ist eine reine Frage der Umrechnung.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247

Beitrag VeryApe Verfasst am: 28. Okt 2015 20:12    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Bei einem der klassischen Mechanik gehorchenden Teilchen hat man dagegen




Deshalb ist mir schon mal unklar, auf welcher Basis du eine Beziehung



Okay bei mir handelt es sich bei P nicht um den Impuls p sondern um die Leistung P.

Zitat:

Auf einen Aspekt möchte ich noch mal besonders hinweisen. Bei gleichförmig gegeneinander bewegten Bezugssystemen sind in der klassischen Mechanik die Geschwindigkeiten abhängig vom Bezugsystem, also auch die Impulse und die kinetische Energie, die Beschleunigen und damit die Kräfte sind dagegen nicht vom Bezugssystem abhängig. Die Leistung als Änderung der kinetischen Energie pro Zeiteinheit ist dagegen sehr wohl vom Bezugssystem abhängig. Die Aufteilung der Änderung der kinetischen Energie von Teilchen aufgrund von Wechselwirkungen zwischen ihnen ist auch vom Bezugssystem abhängig. Das hat nichts mit einem speziellen physikalischen Mechanismus zu tun. Es ist eine reine Frage der Umrechnung


Das ist zwar richtig, aber folgendes. !! Klassische Mechanik !!

Betrachte doch mal eine masselose Feder die auf 2 Objekte wirkt über dt

also im Prinzip eine Wechselwirkung der 2 Objekte über eine Feder.

rechts Kraft und weg positiv links negativ

Objekt 1 bewegt sich nach links Objekt 2 nach rechts.

Objekt 1

Arbeit

Objekt 2

Arbeit


Energiezufuhr in beide Objekte über dt



diese Energie wird der Feder an potentieller Energie entzogen

der Verlust der Feder ist daher E

Nun betrachte ein Inertialsystem das sich mit v nach links bewegt

aus diesen Inertialsystem bewegen sich nun beide zusätzlich mit v nach rechts

daher kommt zu den Wegen einfach v*dt hinzu

Objekt 1

Arbeit

Objekt 2

Arbeit

Objekt 2

Energiezufuhr in beide Objekte über dt


Die Feder verliert daher aus jeden Inertialsystem beschreiben dieselbe Energie umgekehrt ist der Energiegewinn beider Wechselwirkungspartner Objekt 1 und Objekt 2 immer derselbe aus jeden Inertialsystem beschrieben.

oder anders dividieren wird durch dt

Energiezufuhr in beide Objekte pro dt = Gesamt Leistung


Die Gesamtleistung beider Wechselwirkungspartner bleibt daher gleich und somit auch die Leistung der Feder aus jeden Inertialsystem beschrieben

die Leistungen bzw die Enerige auf die einzelnen Akteure varieren



nicht aber deren Gesamtbetrachtung

Es ist dasselbe wie beim Drehmoment ist die Summe aller Kräfte =0 so ist auch die Summe aller F*r zu einer Bezugspunktverschiebung rb konstant.
derselbe Grund wie hier. -F*rb+F*rb oder von mir aus 10 Millionen Teilkräfte

Ist die Summe aller Kräfte=0 (Wechselwirkungsbetrachtung) ist die Summe aller F*v um jede v Geschwindigkeitsverschiebung konstant
-F*v+F*v.


angenommen du gehst in das Bezugsystem in dem Objekt 1 ruht

dann brauchen wir ein Inertialsystem das sich mit v1 nach links bewegt

beide bewegen sich dann mit v1*dt zusätzlich nach rechts was ds1 für Objekt 1 auslöscht


Objekt 1

Arbeit

Objekt 2



Die gesamte Leistung geht nun auf Objekt 2 Objekt 1 nimmt keine Energie auf

auch hier gilt

Gesamtenergie:



und somit Gesamtleistung:



In diesem inertialsystem würde für den moment von dt
Objekt 1 einer unendlichen Masse gleich kommen oder zum Beispiel der Erde als annäherung


natürlich gilt das auch für die kinetischen Energien zweier Objekte die untereinander in Wechselwirkung stehen deren Veränderung ja mit -F*ds1 +F*ds2 beschrieben werden

zwei Objekte wirken nach der Impulserhaltung damit ist die Wechselwirkung gegeben (-F+F) aus der Sicht eines Inertialssystems

m1*v1+m2*v2=m1*v1'+m2*v2'

deren kinetischen Energien sind zunächst

0.5 *m1*v1²+0.5*m2*v2²

und danach

0.5*m1*v1'²+0.5*m1*v2'²

die Energiedifferenz der beiden in Summe ist (bzw Zufuhr war)



Nun betrachten wir ein Inertialsystem das sich zu diesem mit v bewegt alle erhalten v addiert

die kinetischen Energien sind zunächst

0.5 *m1*(v1+v)²+0.5*m*(v2+v)²

und danach

0.5*m1*(v1'+v)²+0.5*m1*(v2'+v)²

die Energiedifferenz







aus der Impulserhaltung folgt


m1*v1+m2*v2=m1*v1'+m2*v2'

-m2*v2'+m2*v2=m1*v1'-m1*v1
m2 *(-v2'+v2)=m1 * (v1'-v1)
m2*v*(-v2'+v2)=m1*v(v1'-v1)





die Energiedifferenz beider Wechselwirkungspartner in Summe bzw zufuhr ist aus jeden Inertialsystem konstant.


in unserem beispiel habe ich auf der einen Seite das Licht und auf der anderen Seite den Astronaut als samt Gewehr als Wechselwirkungspartner

die Energiezufuhr über auf das Licht ist F*c*dt die EnergieZufuhr auf das Maschinengewehr wäre F*v*dt.....

die Gesamtzufuhr die über alle Inertialsysteme konstant ist, wäre

und daher die Gesamtleistung



und daher gilt in der klassischen Mechanik



verstehst du mich jetzt?
bevor ich weitere fragen stelle
Huggy



Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785

Beitrag Huggy Verfasst am: 29. Okt 2015 13:58    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Okay bei mir handelt es sich bei P nicht um den Impuls p sondern um die Leistung P.

Das ist bei mir auch so. Klein ist der Impuls und groß die Leistung.

Zitat:
Zitat:

Auf einen Aspekt möchte ich noch mal besonders hinweisen. Bei gleichförmig gegeneinander bewegten Bezugssystemen sind in der klassischen Mechanik die Geschwindigkeiten abhängig vom Bezugsystem, also auch die Impulse und die kinetische Energie, die Beschleunigen und damit die Kräfte sind dagegen nicht vom Bezugssystem abhängig. Die Leistung als Änderung der kinetischen Energie pro Zeiteinheit ist dagegen sehr wohl vom Bezugssystem abhängig. Die Aufteilung der Änderung der kinetischen Energie von Teilchen aufgrund von Wechselwirkungen zwischen ihnen ist auch vom Bezugssystem abhängig. Das hat nichts mit einem speziellen physikalischen Mechanismus zu tun. Es ist eine reine Frage der Umrechnung


Das ist zwar richtig, aber folgendes. !! Klassische Mechanik !!
+ deine folgende längliche Ausführung

Jetzt bin ich vollkommen verwirrt!!!
Bei mir steht doch klar Aufteilung! Nun schreibst du ja aber und fügst eine längliche Rechnung an, die zu demselben Ergebnis kommt, die Aufteilung auf die beiden Summanden ist vom Bezugssystem abhängig.

Verstehst du meine Verwirrung???


Anschließend zeigst du noch, das die Summe der Änderungen der kinetischen Energie vom Bezugssystem unabhängig ist, was ich nirgends bezweifelt habe. Wozu also machst du das???

Zitat:
die Gesamtzufuhr die über alle Inertialsysteme konstant ist, wäre

und daher die Gesamtleistung



und daher gilt in der klassischen Mechanik



Jetzt verstehe ich, wie du zu dieser Beziehung kommst. Allerdings bin ich noch nicht überzeugt, dass sie korrekt ist. Du beginnst mit klassischer Mechanik, in der Kräfte vom Bezugssystem unabhängig sind, fügst eine Beziehung über Photonen hinzu, die es in der klassischen Mechanik nicht gibt und nicht geben kann und kommst zu dem Ergebnis, dass man in klassischer Mechanik hier eine vom Bezugssystem abhängige Kraft hat. Schon von der Wortwahl her klingt das fragwürdig. Deshalb muss es nicht falsch sein. Aber wohler würde ich mich fühlen, wenn man von Beziehungen ausgeht, die klassisch und relativistisch gelten, wie der Impuls- und Energiesatz.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247

Beitrag VeryApe Verfasst am: 29. Okt 2015 17:07    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Bei mir steht doch klar Aufteilung! Nun schreibst du ja aber und fügst eine längliche Rechnung an, die zu demselben Ergebnis kommt, die Aufteilung auf die beiden Summanden ist vom Bezugssystem abhängig.


Ich weiß ja eben nicht was du weißt und was du nicht weißt.
Deswegen habe ich versucht über einen längeren Weg zu beschreiben wieso ich F/(v+c) angesetzt habe. da du ja geschrieben hast du verstehst nicht wie ich auf das komme.
und wir hatten mal einen anderen Thread indem du gemeint hast das Drehmoment [Summe F=0] würde ebenfalls von Bezugspunkt abhängen, dachte ich das ist dir wahrscheinlich hier auch nicht bekannt das die Energiedifferenzen aus jeden Bezugssystem in der Gesamtbetrachtung einer Wechselwirkung gleich sind. Prost

Zitat:

Jetzt verstehe ich, wie du zu dieser Beziehung kommst. Allerdings bin ich noch nicht überzeugt, dass sie korrekt ist. Du beginnst mit klassischer Mechanik, in der Kräfte vom Bezugssystem unabhängig sind, fügst eine Beziehung über Photonen hinzu, die es in der klassischen Mechanik nicht gibt und nicht geben kann und kommst zu dem Ergebnis, dass man in klassischer Mechanik hier eine vom Bezugssystem abhängige Kraft hat. Schon von der Wortwahl her klingt das fragwürdig. Deshalb muss es nicht falsch sein. Aber wohler würde ich mich fühlen, wenn man von Beziehungen ausgeht, die klassisch und relativistisch gelten, wie der Impuls- und Energiesatz.


Sie kann ja nicht korrekt sein, weil du eben sagst man braucht die RT.

Ich habe keine Ahnung wie das bei Licht funktioniert. Ich habe mir Strahlungsdruck durchgelesen und die Formel für ein Photon

und hab naiv die klassische Mechanik losgelassen.

Da Licht ja mit c konstant unterwegs ist bin ich davon ausgegangen das es nicht beschleunigt wird sondern die ganze Energie und Impuls in die Frequenzänderung geht, was anders macht auch keinen Sinn weil ich ja keine Masse habe für Licht.

wenn auf den Astronauten eine Kraft wirkt durch Licht muß sie als reactio auf das Licht wirken. da Licht sich mit c bewegt muß die Arbeit von F*c*dt dort einwandern und das sich der Astronaut mit v bewegt muß die Arbeit dort mit F*v*dt einwanderen.

wieso meine Beziehung bezugssystemabhängig sein soll ist mir immer noch nicht kler ich habe doch gerade vorher elends lang abgeleitet wo du sagst das ist die eh alles bekannt.

Ich wechsel nicht das Inertialsystem

ich bleibe in einem Inertialsystem v ist die Geschwindigkeit des Astronauten c ist die Lichtgeschwindigkeit



wenn ich das ganze nun in einem Inertialsystem betrachte das sich mit der momentanen Geschwindigkeit des Astronauten mitbewegt und der Astronaut hat dort v'_astronaut=0

dann bewegt sich das Licht dort mit c+vAstronaut aus dem vorherigen Bezugssystem

und ich erhalte

für die Energie die ins Licht geht

und für die Energie die in den Astronauten geht

und habe somit wieder bei der Gesamtbetrachtung der Energie durch dt

wieso sollte die Kraft hier vom Bezugssystem abhängen ?

Egal wir wissen beide das das nicht korrekt ist.

Die Frage wieviel der Fehler ist würde ich gerne persönlich wissen

nebenbei
Zitat:



wenn du das hier nach der Zeit ableitest gehst du davon aus das das Teilchen von 0 auf c gebracht wird und kommst somit auf die Hälfte weniger Weg als ich angesetzt habe. ich bin davon ausgegangen Licht hat bereits c und die Frequenz ändert sich von 0 auf den Laserwert keine Ahnung in welchen Frequenzbereich der ausstrahlt.




nochmal zurück zur Relativitätstheorie ich kann immer ein Inertialsystem verwenden indem der Astronaut ruht und komme somit auf die Eigenbeschleunigung



jetzt habe ich gelesen wenn ich ein Inertialsystem habe indem der Astronaut v hat kann ich dies wie folgt umrechnen.

Die Beschleunigung in diesem Inertialsystem sei a.




das heißt wenn er die Eigenbeschleunigung im ruhenden Inertialsystem hat dann hat er in einem Inertialsystem indem er sich von v auf v+ (dv)bewegt a.

Ist das soweit korrekt?
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 30. Okt 2015 07:14    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht nochmal eine Zusammenfassung

Energieerhaltung



Impulserhaltung



Ep=gesamte Photonenenergie

ergibt



Es gilt klassisch


und relativistisch
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 30. Okt 2015 23:48    Titel: Antworten mit Zitat

Für alle,die bei der Aufgabe noch etwas mitdenken wollen

wenn das



beim Photonenantrieb die klassische Kraft ist

wieso kann das



dann nicht die relativistische Kraft sein?
borromeus



Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509

Beitrag borromeus Verfasst am: 31. Okt 2015 08:51    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

Für alle,die bei der Aufgabe noch etwas mitdenken wollen



Ich versuche mitzudenken... aber scheinbar zu schwer für mich.
Hier wird eine Kraft ausgerechnet.

Also mein Problem ist es, zu erkennen, welcher Teil der Energie weiterfliegt- das Photon hat ja nach Verlassen des Lasers immer noch eine Energie h.f und welcher Teil den Astronauten antreibt.
Mir kommt vor, dass hier angenommen wird die gesamte Energie geht in Antriebskraft auf.

Vielleicht kann das ja einer der Verstehenden in Worten erklären.
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 01. Nov 2015 21:25    Titel: Antworten mit Zitat

borromeus hat Folgendes geschrieben:

Also mein Problem ist es, zu erkennen, welcher Teil der Energie weiterfliegt.

das erkennt man zB beim Energieerhaltungssatz
Ep ist die Energie die "weiterfliegt"


borromeus hat Folgendes geschrieben:

Mir kommt vor, dass hier angenommen wird die gesamte Energie geht in Antriebskraft auf.

das nicht dann hätte man F=P/v


Es gibt 2 Bezugssysteme
1.Astronaut
2.Weltraum

im Bezugsystem der Astronauten gilt immer



aber im Bezugssystem der Weltraums
muss die beobachtete Kraft kleiner werden
auch wegen dem Dopplereffekt

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