Sich selbst treffender Antrieb

unmöglicherIngenieur · Anmeldungsdatum: 07.07.2020 Beiträge: 8

Meine Frage:
Hallo, es geht um eine rein hypothetische Frage.

Angenommen man würde versuchen ein Raumschiff anzutreiben, indem man Pistolenkugeln nach hinten abstößt, sodass sich das Raumschiff nach vorne bewegt. Soweit sollte das ja gehen.

Jetzt stellt man sich aber vor, man würde die Pistolenkugeln gegen eine Wand feuern, die mit dem Raumschiff verbunden ist. Während die Kugel sich im Flug befindet, müsste das Raumschiff einen gleich großen Impuls in die andere Richtung haben. Wenn die Pistolenkugel auf die Wand auftrifft, müsste der Impuls des Raumschiffs wieder Null werden und es müsste wieder abgebremst werden.

Jetzt stellt man sich vor, man würde den Abstand zu der Wand weit erhöhen, sagen wir 100 Meter und man würde kontinuierlich aus der Pistole feuern. Sagen wir, es gibt immer 9 Kugeln, die sich im Flug befinden. Wenn die 10. Kugel abgefeuert wird, prallt im selben Moment immer eine Kugel gegen die Wand. Das Raumschiff müsste also in jedem Moment einen Impuls haben, der 9 Kugeln entspricht. Mit anderen Worten, das Raumschiff müsste sich kontinuierlich nach vorne bewegen.

Kann das sein oder habe ich einen Denkfehler? Bin verwirrt

Meine Ideen:
Ich glaube, das Raumschiff bewegt sich.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Ja schon, aber irgendwann sind ja die Kugeln zu Ende. Oder willst Du unendlich viele (mit dann unendlich großer Masse) mitnehmen?
Und nein, wenn Du sie wieder nach "vorne" transportieren willst, bringt das auch nichts...

Gruß
Marco

unmöglicherIngenieur · Anmeldungsdatum: 07.07.2020 Beiträge: 8

Das war mehr eine Verständnisfrage. Ich will kein Raumschiff bauen. Ich habe mich nur gewundert, dass eine Fortbewegung auf diese Weise möglich wäre (zumindest bis die Kugeln ausgehen).

Danke dir.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

Man kann sich das anhand einzelner Kugeln recht gut überlegen:

Zunächst ist das Gesamtgebilde in Ruhe; anschließend ist genau eine Kugel unterwegs, das restliche Gebilde erhält einen entsprechenden Impuls in die entgegengesetzte Richtung; beim anschließenden Abstoppen der Kugel wird der Impuls des Gesamtgebildes wieder auf null reduziert.

Das funktioniert, solange noch Kugeln verfügbar sind. Natürlich könnte man mehrere derartige Anordnungen hintereinander verwenden, d.h. die Kugeln ein zweites Mal abschießen und wieder abstoppen, usw.

unmöglicherIngenieur · Anmeldungsdatum: 07.07.2020 Beiträge: 8

Wie meinst du das DrStupid, dass sich der Schwerpunkt nicht ändert, wenn man die Munition einfach ins Heck trägt?

Meinst du das so, dass sich die Position des Schwerpunktes im Raum nicht ändert? Also ungefähr so als würde man mit ausgestreckten Armen auf dem Eis stehen und etwas schweres in der Hand halten und dann dieses Masse ruckartig zum Bauch ziehen. Dadurch rutscht man etwas nach vorne, aber der Schwerpunkt auf dem Eis hat sich nicht verändert.

Das würde aber bedeuten, das Raumschiff käme gar nicht voran

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

Rechne es doch je einzelnem Vorgang mal konkret aus.

unmöglicherIngenieur · Anmeldungsdatum: 07.07.2020 Beiträge: 8

Mir fällt grad was auf.

F=dp/dt

Der Impuls des Raumschiffs ändert sich aber in dem Beispiel nach der 9. Kugel nicht mehr. Das heißt, dass Raumschiff wird ab da nicht mehr beschleunigt.[/latex]

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

unmöglicherIngenieur · Anmeldungsdatum: 07.07.2020 Beiträge: 8

@Brillant: Ja es bewegt sich, aber nach der 9. Kugel dürfte es nicht mehr beschleunigt werden.

Der Zusammenhang ist eigentlich ein anderer. Ich wollte das Funktionsprinzipt von einem sogenannten "Ionenlifter" erklären. Hier wandern Ionen von einer Elektrode zur anderen und stoßen dabei mit neutralen Luftteilchen zusammen. An der Kollektorelektrode werden die Ionen dann eingefangen.
Ich wollte zunächst einmal hypothetisch annehmen, es gäbe kein Gas dazwischen. Die Ionen würden dann wieder auf dem Kollektor auftreffen und den ganzen Schub neutralisieren. Ist ne längere Geschichte das ganze... Ich wollte euch die Geschichte ersparen.

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Du möchtest nach der 9. Kugel weiter beschleunigen?

Geht am einfachsten ohne Wand. Wie wäre es, die Wand um 45° zu drehen? Dann wird der Impuls der auftreffenden Kugel zerlegt und nur ein Teil bremst, der andere bewirkt eine Kraft senkrecht zur Flugrichtung.

Wenn du zwei 45° Wände hast wie ein V, kannst du mal die eine, mal die andere Seite treffen und die seitlichen Kräfte sollten sich ausgleichen.

Noch pfiffiger vielleicht, die Kugeln in einem Rohr auffangen, das zum Halbkreis gebogen ist. Auch hier müssten seitliche Kräfte auftreten, die dem Bremsvorgang verloren gehen.