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Nachricht |
Hansi1
Gast
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 Hansi1 Verfasst am: 03. Nov 2020 22:46 Titel: Energie Gravitation |
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Meine Frage:
Eine 50000kg schwere Raumstation befindet sich auf einer kreisförmigen Bahn (200km Höhe) um die Erde . Welche Energie ist notwendig, um die Station so weit von der Erde zu entfernen, dass die Gravitationswirkung der Erde vernachlässigbar ist?
Meine Ideen:
G=M*m/r^2 anwenden? |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 04. Nov 2020 08:22 Titel: Re: Energie Gravitation |
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Was bedeutet, "dass die Gravitationswirkung der Erde vernachlässigbar ist"? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 04. Nov 2020 08:43 Titel: |
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Neben der Frage von DrStupid sehe ich noch einen zweiten offenen Punkt.
Die Raumstation hat sowohl im ursprünglichen als auch im Zielorbit eine nicht-verschwindende kinetische Energie. Für einen stationären Orbit im Potential ~ 1/r gilt für die Mittelwerte der kinetischen Energie T, potentiellen Energie U sowie der Gesamtenergie E = T + U gemäß des Virialsatzes
Ohne weitere Angabe ist nicht ersichtlich, ob I) die Raumstation einfach „genügend weit weg“ gebracht werden soll, oder ob ii) die Raumstation auf einen neuen stationären Orbit gebracht werden soll, wobei der Virialsatz zu betrachten wäre.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Hansi1
Gast
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| Hansi1 Verfasst am: 04. Nov 2020 15:39 Titel: |
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Die Station soll einfach nur genügend weit weg gebracht werden und nicht auf einen neuen Orbit. Was vernachlässigbare Gravitationswirkung bedeutet weiß ich auch nicht. Wahrscheinlich geht die Gravitationskraft gegen null? |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 04. Nov 2020 15:49 Titel: |
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| Hansi1 hat Folgendes geschrieben: | | Die Station soll einfach nur genügend weit weg gebracht werden und nicht auf einen neuen Orbit. |
Das kann vieles bedeuten (z.B. Hill-Sphäre verlassen oder Gesamtenergie>0).
| Hansi1 hat Folgendes geschrieben: | | Wahrscheinlich geht die Gravitationskraft gegen null? |
Das hieße unendliche Entfernung. Da es um die Energie geht entspricht es aber auch Gesamtenergie>0. Das ist dann wohl auch die Frage. Dazu musst Du nur die Gesamtenergie der Station in ihrem Orbit berechnen und das Vorzeichen wechseln. |
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Hansi1
Gast
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| Hansi1 Verfasst am: 04. Nov 2020 16:31 Titel: |
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Ok hab verstanden. Danke  In der zweiten Aufgabe soll man erklären warum sich die Astronauten auf der Raumstation in der Umlaufbahn in Schwerelosigkeit befinden, obwohl sie ja immer noch von der Erde angezogen werden. Tut mir leid für die ganzen Fragen, aber wir ich kann nicht zur Schule und ohne Lehrer verstehe ich das Thema nicht wirklich... |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 04. Nov 2020 17:19 Titel: |
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| Hansi1 hat Folgendes geschrieben: | | In der zweiten Aufgabe soll man erklären warum sich die Astronauten auf der Raumstation in der Umlaufbahn in Schwerelosigkeit befinden, obwohl sie ja immer noch von der Erde angezogen werden. |
Dazu musst Du im Grunde nur wissen, was Schwerelosigkeit bedeutet. |
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Hansi1
Gast
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| Hansi1 Verfasst am: 04. Nov 2020 17:26 Titel: |
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Schwerelosigkeit ist ja von alle Kräfte die auf den Körper wirken 0 sind. Allerdings wirkt doch eine Kraft auf die Astronauten, nämlich die Gravitation |
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masterpie
Anmeldungsdatum: 13.11.2019
Beiträge: 406
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| masterpie Verfasst am: 04. Nov 2020 17:40 Titel: |
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| Hansi1 hat Folgendes geschrieben: | | Schwerelosigkeit ist ja von alle Kräfte die auf den Körper wirken 0 sind. Allerdings wirkt doch eine Kraft auf die Astronauten, nämlich die Gravitation |
Nur Gravitation? Wenn ja, würden sie sofort wieder auf die Erde zurückstürzen.
Nimm einfachhalber an, dass sich das Raumschiff auf einer Kreisbahn bewegt.
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Wir denken zu viel und fühlen zu wenig. (Charlie Chaplin) |
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Hansi1
Gast
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| Hansi1 Verfasst am: 04. Nov 2020 17:52 Titel: |
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AHH, also kommt noch die zentripetalkraft dazu, welche die Gravitationskraft ausgleicht---> Schwerelosigkeit. Ist das korrekt? |
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 04. Nov 2020 17:57 Titel: |
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| masterpie hat Folgendes geschrieben: | | Hansi1 hat Folgendes geschrieben: | | Schwerelosigkeit ist ja von alle Kräfte die auf den Körper wirken 0 sind. Allerdings wirkt doch eine Kraft auf die Astronauten, nämlich die Gravitation |
Nur Gravitation? Wenn ja, würden sie sofort wieder auf die Erde zurückstürzen.
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Vor einer Weile gab es mal einen Thread, in dem es darum ging, sich mit folgender Behauptung auseinanderzusetzen.
| Zitat: |
Falsche Behauptung: Die ISS fällt nicht herunter, weil die Zentrifugalkraft die Gravitationskraft ausgleicht.
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Im Inertialsystem wirkt tatsächlich nur die Gravitationskraft. Trotzdem stürzen sie nicht sofort wieder auf die Erde. Die Zentrifugalkraft ist also nicht der Grund, daß sie nicht abstürzen. Die Zentrifugalkraft ist lediglich ein Grund dafür, daß ihre scheinbare Beschleunigung (= Komponenten des Beschleunigungsvektors relativ zu den gewählten Koordinatenachsen) null ist.
Daß sie nicht abstürzen liegt daran, daß sie relativ zur Erde einen Drehimpuls haben. |
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 04. Nov 2020 18:04 Titel: |
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| Hansi1 hat Folgendes geschrieben: | | Schwerelosigkeit ist ja von alle Kräfte die auf den Körper wirken 0 sind. Allerdings wirkt doch eine Kraft auf die Astronauten, nämlich die Gravitation |
Daher ist Schwerelosigkeit, wenn alle Kräfte außer Gravitation, die auf den Körper wirken 0 sind.
Allgemeiner gesagt, wenn die externen Kräfte alle Teile des Objektes gleichmäßig beschleunigen, weil sie proportional zur Masse sind, dann hast Du den Effekt der Schwerelosigkeit. |
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