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algarius
Anmeldungsdatum: 23.01.2015
Beiträge: 17
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 algarius Verfasst am: 02. März 2017 15:55 Titel: Warum sind Astronauten schwerelos auf dem Weg zum Mond? |
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Wenn die ISS um die Erde fliegt, wirken zwei Kräfte (Schwerkraft und Fliehkraft) auf sie ein, die sich genau ausgleichen. Die resultierende Kraft ist 0. Somit ist alles schwerelos.
Soweit so gut.
Warum sind Astronauten aber schwerelos, wenn sie – statt um die Erde zu kreisen – geradeaus zum Mond fliegen? Hier gibt es ja keine Zentrifugalkraft, die die Schwerkraft aufhebt?
Hier bin ich sehr sehr gespannt auf eure Antworten. |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 02. März 2017 16:03 Titel: |
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Astronauten fliegen nicht "geradeaus" zum Mond.
Das Raumschiff fliegt nach der Zündung aus dem Erdorbit antriebslos eine etwas erweiterte Ellipsenbahn zum Mond. Nur während der Zündung der Antriebe spüren die Astronauten eine Beschleunigung. |
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algarius
Anmeldungsdatum: 23.01.2015
Beiträge: 17
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| algarius Verfasst am: 02. März 2017 16:29 Titel: |
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hmmmm und das ist der grund warum sie schwerelos sind ? warum das denn ? das verstehe ich nicht |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 02. März 2017 16:32 Titel: |
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Weil auch auf der Ellipsenbahn zu jedem Zeitpunkt die Gravitationskraft der Zentripetalkraft entspricht.
EDIT: Ein kreisförmiger Orbit ist eigentlich nur ein Sonderfall der sonst üblichen elliptischen Umlaufbahn eines Objektes um seinen Zentralkörper (siehe erstes Kep'lersches Gesetz). |
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LeckerKaffee
Gast
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| LeckerKaffee Verfasst am: 03. März 2017 07:59 Titel: |
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Schon der dritte Thread zu dem Thema von dir 
Bleib doch mal bei einem und zieh deine Fragen durch bis alles beantwortet ist  .
Die Astronauten wären auch schwerelos wenn die Rakete konstant radial/senkrecht von der Erde wegfliegt und der Antrieb aus ist.
Dann beschleunigen Rakete und Astronaut gleichermaßen, bewegen sich relativ zu einander also nicht. |
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Fazzel
Anmeldungsdatum: 03.03.2017
Beiträge: 6
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| Fazzel Verfasst am: 03. März 2017 09:58 Titel: |
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Hey Algarius,
du hast schon Recht, dass die Zentrifugalkraft der Gravitationskraft bei der Umlaufbahn um die Erde entgegenwirkt. Wenn wir uns aber von der Erde in Richtung Mond wegbewegen darfst du auch nicht vergessen, dass die Gravitationskraft der Erde immer schwächer wird!
 (Newtonsches Gravitationsgesetz)
Der Abstand geht hier sogar quadratisch rein. Daher ist auf dem Weg zum Mond auch nicht mehr so viel was an den Astronauten "zieht" ;-) |
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PhyMaLehrer
Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig
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| PhyMaLehrer Verfasst am: 03. März 2017 10:56 Titel: |
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Wenn das Raumschiff noch auf der Erde steht, spürt der Astronaut in seinem Sitz die Schwerkraft (Fallbeschleunigung).
Wenn die Rakete startet, kommt deren Beschleunigung noch dazu und der Astronaut fühlt sich noch schwerer.
Wenn die Triebwerke abgeschaltet werden, bewegen Raumschiff und Astronaut sich beide gleichartig und der Astronaut drückt nicht mehr auf seinen Sitz. Er ist schwerelos.
Wenn ein Flugzeug waagerecht (also parallel zur Erdoberfläche) gleichförmig fliegt, spürt man die normale Schwerkraft.
Wenn aber in einem Parabelflug das Flugzeug mit den darin befindlichen Passagieren für kurze Zeit Richtung Erde fällt, sind die Passagiere schwerelos, denn der Boden unter ihren Füßen fällt genauso schnell zur Erde wie sie selbst und sie drücken nicht mehr auf ihn.
Was nie jemand erleben möge: In einem abstürzenden Aufzug ist man aus demselben Grund schwerelos. Einen kleinen Eindruck davon kann man bekommen, wenn der Aufzug beim Abwärtsfahren für Sekundenbruchteile abwärts beschleunigt. |
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Dopap
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 198
Wohnort: Ostalbkreis
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| Dopap Verfasst am: 03. März 2017 19:11 Titel: |
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Die Gravitationskraft spürt man nicht. Nur die äußeren Kräfte spürt man.
Man nennt die Summe dieser Kräfte Gewichtskraft.
Ein Taucher ist nicht gewichtslos und erst recht nicht "schwerelos", ihm wird auch nicht schlecht.
Ist die Summe der äußeren Kräfte Null dann ist man Gewichtslos.
Schwerkraftfrei ist man nirgends.
Zuletzt bearbeitet von Dopap am 04. März 2017 13:32, insgesamt einmal bearbeitet |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 03. März 2017 20:04 Titel: |
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Amen!  |
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Dopap
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 198
Wohnort: Ostalbkreis
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| Dopap Verfasst am: 04. März 2017 13:46 Titel: |
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| franz hat Folgendes geschrieben: | | Amen! |
was ist mit dem Teufel ?
Hätte ich noch erwähnen sollen, dass man bei Gewichtlosigkeit die Schwerkraft schon spüren kann wenn z.B. das G-Feld sehr stark radial ist
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 15. März 2017 20:35 Titel: |
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Hallo Dopap!
Du "sollst" garnichts. Ich bin es nur satt, zum hundertsten mal auf die Probleme bei der Überdehnung des traditionell stark fixierten Begriffs Gewicht hinzuweisen. mfG! |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 16. März 2017 18:51 Titel: |
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| Dopap hat Folgendes geschrieben: | | Die Gravitationskraft spürt man nicht. Nur die äußeren Kräfte spürt man. |
Die äußere Kraft spürt man manchmal auch nicht, wie z.B. in diesem Fall:
https://www.youtube.com/watch?v=LxRvEfyFJu8
Spüren kann man Kräfte nur, wenn sie den Körper inhomogen beschleunigen bzw. deformieren oder zu einem Drehmoment führen. Dabei gibt es keinen Unterschied zwischen Gravitationskräften und den sogenannten äußeren Kräften (also ob die Gravitation nicht auch von außen käme). |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 16. März 2017 22:15 Titel: |
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| Zitat: | | Spüren kann man Kräfte nur, wenn sie den Körper inhomogen beschleunigen |
? wieso kann doch auch schlussendlich jeder massepunkt mit der selben Beschleunigung beschleunigen.
Ich hätte jetzt gesagt, wenn äußere Kräfte über massepunkte des Körpers hinweg übertragen werden müssen was bei der Gravitation nicht der Fall ist weil die Kraft in jeden Massepunkt selbst angreift und somit die gesamte Gravitationskraft nicht über den Körper hinweg übertragen werden muss.
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WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 17. März 2017 18:49 Titel: |
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| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | ? wieso kann doch auch schlussendlich jeder massepunkt mit der selben Beschleunigung beschleunigen. |
Ja, das kann man. Genau das macht man beim schwebenden Frosch mit elektromagnetischen Kräften. Wenn man es schafft, die Kraft hinreichend homogen über den ganzen Frosch zu verteilen, dann wird der nichts davon spüren. Ohne externe Referenz könnte er nicht feststellen, ob er gerade bechleunigt wird oder nicht.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Ich hätte jetzt gesagt, wenn äußere Kräfte über massepunkte des Körpers hinweg übertragen werden müssen was bei der Gravitation nicht der Fall ist weil die Kraft in jeden Massepunkt selbst angreift und somit die gesamte Gravitationskraft nicht über den Körper hinweg übertragen werden muss. |
Nach dieser Definition hängt es nicht von der Art der Wechselwirkung ab, ob es sich um eine äußere Kraft handelt. Danach kann auch die Gravitationskraft eine äußere Kraft sein wenn die Gezeitenkraft groß genug wird und elektromagnetische Kräfte brauchen keine äußeren Kräfte sein (obwohl sie von außen wirken) wenn sie im Inneren des Körpers hinreichend homogen angreifen.
Das ist zwar für sich genommen kein Problem, aber wenn man die Schwerelosigkeit als Abwesenheit einer resultierenden äußeren Kraft definiert, dann gerät man damit in Konflikt mit einer anderen Definition der Schwerelosigkeit, die auf der Gleichheit der resultierenden aller Kräfte mit der Gravitationskraft basiert (siehe z.B. Wikipedia). Nach der einen Definition wäre der im Magnetfeld schwebende Frosch schwerelos und nach der anderen nicht. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 18. März 2017 00:36 Titel: |
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| Zitat: | | Ja, das kann man. Genau das macht man beim schwebenden Frosch mit elektromagnetischen Kräften. Wenn man es schafft, die Kraft hinreichend homogen über den ganzen Frosch zu verteilen, dann wird der nichts davon spüren. Ohne externe Referenz könnte er nicht feststellen, ob er gerade bechleunigt wird oder nicht. |
ich würde verstehen was du meinst bei einem stillstehenden Frosch
aber der Forsch müsste doch die inneren Zentripetalkräfte spüren da das Magnetfeld offenbar auf schweben eingestellt ist wie bei der Erdbeere.
https://youtu.be/uY8btfJZ9Z8
Die Zugwirkung wird um den Massenmittelpunkt ihr Maximum entwickeln.
Das Magnetfeld müsste doch inhomogen verteilt sein damit er bei derartigen Rotationsbewegungen nichts spürt, die resultierenden dFs auf die Massepunkte müssen unterschiedlich sein,
Sind sie das nicht Müssen von Massepunkten über andere Massepunkte hinweg größere Kräfte übertragen werden
| Zitat: | | Nach dieser Definition hängt es nicht von der Art der Wechselwirkung ab, ob es sich um eine äußere Kraft handelt. |
bezogen auf mein Geschreibsel, verstehe ich diesen Satz nicht.
Eine Äußere Kraft bezogen auf den Körper ist eine Kraft deren Wechselwirkungspartner ausserhalb des Körpers sitzt, eine innere Kraft hat ihren Wechselwirkungspartner innerhalb, egal welche Art der Wechselwirkungen vorliegen, oder etwa nicht.
Was soll das mit der Art der Wechselwirkung zu tun haben?
| Zitat: | Danach kann auch die Gravitationskraft eine äußere Kraft sein wenn die Gezeitenkraft groß genug wird und elektromagnetische Kräfte brauchen keine äußeren Kräfte sein (obwohl sie von außen wirken) wenn sie im Inneren des Körpers hinreichend homogen angreifen.
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Ich denke die sicherste Methode zum Beurteilen ob ein Körper belastungsfrei ist oder nicht ist das Schnittprinzip.
Wenn ich einen Körper betrachte der entfernt von Gravitation im Raum schwebt und konstant um eine Hauptträgheitsachse rotiert, dann ist die äußere Kraft auf jeden Fall null.
Trotzdem kann er etwas spüren, die innerlich notwendigen Zentripetalkräfte die im Schnitt zum Massenmittelpunkt immer größer werden.
umgekehrt wenn ein Körper homogen beschleunigt kann ich genauso etwas spüren.
Wenn ein Objekt im schwerelosen Raum mit einer Antriebskraft konstant beschleunigt dann beschleunigt jeder Massepunkt homogen mit der selben Beschleunigung, wenn man mal den Start ausser Acht lässt
Trotzdem muß diese Antriebskraft vom Antrieb auf die einzelnen Massepunkte übertragen werden und man spürt etwas.
Ich denke eine allgemeine Defintion ist gar nicht so einfach.
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WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 18. März 2017 15:04 Titel: |
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| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | aber der Forsch müsste doch die inneren Zentripetalkräfte |
Ich kann Dir nicht folgen. Zentripetalkräfte zwingen einen Körper auf einer Kreisbahn. Hier geht es um Kräfte, die der Schwerkraft entgegenwirken. Das ist ein ganz anderes Thema.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Das Magnetfeld müsste doch inhomogen verteilt sein damit er bei derartigen Rotationsbewegungen nichts spürt |
Es geht hier nicht um die Rotation, sondern um das Schweben.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Eine Äußere Kraft bezogen auf den Körper ist eine Kraft deren Wechselwirkungspartner ausserhalb des Körpers sitzt, eine innere Kraft hat ihren Wechselwirkungspartner innerhalb, egal welche Art der Wechselwirkungen vorliegen, oder etwa nicht. |
Oben hast Du etwas vollkommen anderes geschrieben:
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Ich hätte jetzt gesagt, wenn äußere Kräfte über massepunkte des Körpers hinweg übertragen werden müssen was bei der Gravitation nicht der Fall ist weil die Kraft in jeden Massepunkt selbst angreift und somit die gesamte Gravitationskraft nicht über den Körper hinweg übertragen werden muss. |
Bevor wir über äußere Kräfte diskutieren, muss erst einmal klar und widerspruchsfrei definiert werden, was das sein soll.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | umgekehrt wenn ein Körper homogen beschleunigt kann ich genauso etwas spüren. |
Wie denn?
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Trotzdem muß diese Antriebskraft vom Antrieb auf die einzelnen Massepunkte übertragen werden und man spürt etwas. |
Nicht wenn die Kraft so übertragen wird, wie bei dem schwebenden Frosch. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 18. März 2017 23:56 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | Ich kann Dir nicht folgen. Zentripetalkräfte zwingen einen Körper auf einer Kreisbahn. Hier geht es um Kräfte, die der Schwerkraft entgegenwirken. Das ist ein ganz anderes Thema.
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In dem Video rotiert der Frosch doch auch.
| Zitat: | Es geht hier nicht um die Rotation, sondern um das Schweben.
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Ja okay das kann er nicht spüren, wenn die elektromagnetischen Kräften direkt homogen verteilt im Massepunkt angreifen.
| Zitat: | | Oben hast Du etwas vollkommen anderes geschrieben: |
Ich habe das doch nicht im Kontext geschrieben das die Gravitationskraft keine äußere Kraft sein soll, wie soll sie das denn nicht sein wenn der Wechselwirkungspartner die Erde ausserhalb des Körpers liegt.
Ich habe das im Kontext des Spürens geschrieben weil Dopap geschrieben hat
| Zitat: | | Die Gravitationskraft spürt man nicht. Nur die äußeren Kräfte spürt man. |
Das ist ja eigentlich schon ein Widerspruch in sich.
Ich habe auch das Beispiel der Rotation um eine Achse durch den Massenmittelpunkt gebracht. da ist die äußere Kraft null und trotzdem spürt man was.
So einfach mit äußeren Kräfte lässt sich das Spüren doch gar nicht definieren.
wieso wie denn? kann ich denn nicht ein Raketentriebwerk so regeln das weiter vorne die bemannte Raumkapsel während der ganzen Zeit eine konstante Beschleunigung erhält,
In der Raumkapsel selbst ist die Beschleunigung homogen verteilt.
wie soll es denn anders sein sonst würden irgendwann die Atome der Astronauten getrennte WEge gehen.
Wieso sollten die Austronauten nichts spüren. Du brauchst doch nur in der Raumkapsel eine Federwaage an der Decke aufhängen daran ein Gewichtsstück montieren und du siehst wie die Feder zuerst auseinandergezogen wird im Vergleich zu einer nicht beschleunigte Raumkapsel und dann bleibt sie während der gesamten Beschleunigung in dieser Deformation.
genauso werden deinen Nerven komprimiert, wieso sollte ich während der Zeit wo die Raumkapsel homogen beschleunigt nichts spüren.?
| Zitat: | Nicht wenn die Kraft so übertragen wird, wie bei dem schwebenden Frosch.
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ja das ist aber bei meinen Beispiel mit der Antriebskraft nicht der Fall.
Die Raumkapsel beschleunigt doch homogen und trotzdem spüren die Insassen etwas. WEil eben Kräfte über die Massepunkte hinweg übertragen werden müssen.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 19. März 2017 01:24 Titel: |
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| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Ja okay das kann er nicht spüren, wenn die elektromagnetischen Kräften direkt homogen verteilt im Massepunkt angreifen. |
Ja, so ist das Beispiel gemeint.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | Ich habe das doch nicht im Kontext geschrieben das die Gravitationskraft keine äußere Kraft sein soll |
OK, das hatte ich dann falsch verstanden.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | So einfach mit äußeren Kräfte lässt sich das Spüren doch gar nicht definieren. |
Da sind wir darin uns also einig.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | kann ich denn nicht ein Raketentriebwerk so regeln das weiter vorne die bemannte Raumkapsel während der ganzen Zeit eine konstante Beschleunigung erhält |
Ja, das geht solange die Beschleunigung konstant bleibt. Sobald man sie ändert, wird sie inhomogen. Was man unterwegs spürt ist die Folge dieser inhomogenen Phase (oder der Gravitation beim Start vom Boden). Wenn man aus der Schwerelosigkeit heraus vollständig (räumlich) homogen beschleunigt, dann spürt man nichts.
| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | du siehst wie die Feder zuerst auseinandergezogen wird |
Und das bedeutet, dass die Beschleunigung nicht homogen ist. Ohne diese Inhomogenität bleibt die Feder die ganze Reise unverändert. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 19. März 2017 18:12 Titel: |
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| Zitat: | Und das bedeutet, dass die Beschleunigung nicht homogen ist. Ohne diese Inhomogenität bleibt die Feder die ganze Reise unverändert.
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für mich hat sich dein Satz zuerst so gelesen wie wenn man nur etwas spürt wenn inhomogen beschleunigt wird und nichts spürt wenn homogen beschleunigt wird.
Das es zuerst eine Phase der Inhomogenität geben muß ist ja klar, das man dann weiters was spürt wenn homogen beschleunigt wird dürfte dann auch geklärt sein.
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 20. März 2017 19:22 Titel: |
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Ja, das könnte mit diamagnetischem Schweben tatsächlich funktionieren. Allerdings würde das dafür notwendige Magnetfeld alle losen Metallteile, an denen es vorbei kommt, in tödliche Geschosse verwandeln. |
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