| Autor |
Nachricht |
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
 burri Verfasst am: 29. Mai 2022 21:46 Titel: Reaktionsfreier Antrieb |
 |
|
seht euch dieses Video an:
https://www.youtube.com/watch?v=sth6z5eX65E
wenn die Feder direkt an der roten Kugel gelöst wird, ist zu erwarten das die rote Kugel die Kreisbahn sofort verlässt, die graue mit der fest fixierten Feder hingegen etwas zeitverzögert.
Ist dann der Gesamtimpuls des Systems noch Null?
| Beschreibung: |
|
Download |
| Dateiname: |
ezgif.com-gif-maker (1).gif |
| Dateigröße: |
757.05 KB |
| Heruntergeladen: |
92 mal |
|
|
 |
Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
|
| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 29. Mai 2022 22:37 Titel: |
|
|
Ja, Stichwort: Impulserhaltung
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 30. Mai 2022 06:01 Titel: Re: reaktionsfreier Antrieb? |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | seht euch dieses Video an:
https://www.youtube.com/watch?v=sth6z5eX65E
wenn die Feder direkt an der roten Kugel gelöst wird, ist zu erwarten das die rote Kugel die Kreisbahn sofort verlässt, die graue mit der fest fixierten Feder hingegen etwas zeitverzögert.
Ist dann der Gesamtimpuls des Systems noch Null? |
Ja, so steht es geschrieben, so ist es Gesetz!  
Du darfst IMO die Verbindungsfeder nicht mehr als masselos betrachten, sondern musst die in der Impulsbilanz berücksichtigen.
Dann kannst Du überlegen, was passiert, wenn Du die rote Kugel löst.
Die graue Kugel merkt nicht gleich was und wird sich erst mal auf der Kreisbahn weiter bewegen, aber der Schwerpunkt des Federabschnitts, an dem die rote Kugel befestigt ist, wird sich nicht mehr auf einer Kreisbahn bewegen, sondern auf einer Spiralbahn, da sich die Feder zum Drehpunkt hin zusammen zieht.
Grob überlegt:
Nimm den Zeitpunkt, wenn die rote Kugel oben ist und die graue unten.
Ohne Lösen würde dann zum nächsten Zeitpunkt die Geschwindigkeitkomponente der roten Kugel nach rechts abgenommen haben und die Geschwindigkeitskomponente nach unten zu.
Dafür würden sich die Geschwindigkeitskomponenten der grauen Kugel nach links bzw. nach oben entsprechend ändern.
Der Schwerpunkt der Feder ist im Drehpunkt, und hat keine Geschwindigkeit.
=> der Gesamtimpuls des Systems Feder+Kugeln ist während der Drehung 0
Wenn Du die Feder nun an der roten Kugel löst, wird sich die Feder ja zum Drehpunkt hin zusammen ziehen.
Dadurch wird sich ihr Schwerpunkt vom Drehpunkt auf die graue Kugel zu bewegen.
Die rote Kugel behält nun für Zeitpunkte nach dem Lösen im höchsten Punkt ihre Geschwindigkeitskomponente nach rechts bei, und die nach unten bleibt null.
Dafür nimmt nun die Geschwindigkeitskomponente des Schwerpunkts der Feder nach rechts ab und der nach unten nimmt zu.
Das sollte so geschehen, dass der Gesamtimpuls des Systems Feder + Kugeln zeitlich konstant bleibt.
Du kannst das Modell verfeinern, in dem Du die Feder in mehrere Abschnitte zerlegst, z.B. zunächst in zwei, jeweils von dem Drehpunkt zu den Kugeln.
Die kannst Du z.B. mit rf (rote Feder) oder gf (graue Feder) bezeichnen, je nachdem, an welcher Kugel die befestigt sind.
Für die Impulse der zwei Federabschnitte gilt:
Im gebundenen Zustand gleichen sich die Impulse der beiden Federhälften aus:
ebenso die Impulse der Kugeln (rk: rote Kugel, gk: graue Kugel):
damit insgesamt:
Nach dem Lösen wird sich zunächst mal nur der Schwerpunkt des Abschnitts rf an der roten Kugel auf den Drehpunkt zu bewegen und keine
Kreisbahn mehr, sondern eine sich verengende Spiralbahn beschreiben.
D.h. die Impulskomponente des Federabschnitts rf nach unten würde stärker zunehmen, als auf einer Kreisbahn und die Impulskomponente nach rechts stärker ab.
Das sollte wieder die - gegenüber der Kreisbahn - fehlende Impulsänderung der freien roten Kugel ausgleichen.
Der Federabschnitt an der grauen Kugel merkt noch nix, solange die Information über das Lösen noch nicht am Drehpunkt angekommen ist.
Die Impulse der Kugeln gleichen sich nicht mehr gegenseitig aus:
aber die der Federabschnitte ebenfalls nicht:
solange gilt:
)
bleibt der Gesamtimpuls dennoch 0:
Zuletzt bearbeitet von Aruna am 30. Mai 2022 12:36, insgesamt einmal bearbeitet |
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 30. Mai 2022 06:42 Titel: |
|
|
vielen Dank Aruna für die ausführliche Antwort.
Interessant würde es werden, wenn man die Feder elektromagnetisch nachbauen könnte, dann wäre der Masseeinfluss der Feder nicht mehr gegeben.
Oder wenn statt dem Loslassen der Feder nur ein Impuls in die Feder eingeleitet wird (Längswelle). da wird der Masseeinfluss der Feder geringer sein.
Ich suche einem Weg, einen reaktionsfreien Antrieb zu erhalten 
|
|
|
DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
|
| DrStupid Verfasst am: 30. Mai 2022 08:42 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | | Interessant würde es werden, wenn man die Feder elektromagnetisch nachbauen könnte, dann wäre der Masseeinfluss der Feder nicht mehr gegeben. |
Aber dafür erfolgt die Wechselwirkung mit Lichtgeschwindigkeit und es entstehen elektromagnetische Wellen, die Impulse transportieren. Da kannst Du anstellen was Du willst. Mit der uns bekannten Physik sind keine Münchhausen-Maschinen möglich.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 30. Mai 2022 10:05 Titel: |
|
|
ja, das befürchte ich auch.
Mein Grundgedanke ist, innerhalb der Laufzeit eines Impulses in Form einer Längswelle bei Rotation des Mediums den Impuls etwas aus seiner Anfangsrichtung zu drehen.
Beispielsweise eine rotierende Scheibe am Außenrand mit einem Stoß zu versehen, der Stoß setzt sich innerhalb des Mediums mit Schallgeschwindigkeit fort, und tritt am gegenüberliegenden Außenrand wieder aus.
Wenn es gelänge die Längswelle und somit den Impuls etwas in seiner Richtung zu drehen,
könnte man aus zwei sich gegenseitig abstoßenden Massen, einen Gesamtimpuls ungleich Null erhalten.
Es ist für mich nur schwer vorstellbar, dass die Laufzeit eines Impulses innerhalb einer rotierenden Scheibe, nicht gleichzeitig eine Richtungsänderung bewirkt.
|
|
|
as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5785
Wohnort: Heidelberg
|
| as_string Verfasst am: 31. Mai 2022 13:35 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | | Beispielsweise eine rotierende Scheibe am Außenrand mit einem Stoß zu versehen, der Stoß setzt sich innerhalb des Mediums mit Schallgeschwindigkeit fort, und tritt am gegenüberliegenden Außenrand wieder aus. |
Ich vermute, dass die Scheibe beim "Impulstransport" dann ein Drehmoment erfahren wird, was sie entweder abbremst oder der Antrieb von außen einbringen muss. Oder aber die Welle breitet sich geradlinig völlig unbeeindruckt von der Scheiben Drehung aus vielleicht, ich weiß es nicht. Aber das genau zu beschreiben stelle ich mir recht schwierig vor, wenn auch nicht komplett uninteressant.
Aber die Sache ist: So ein Stoß breitet sich ja durch einen Festkörper in Form einer Welle von minimalen Verschiebungen der Atome aus. Dabei wechselwirken ja die einzelnen Atome/Kern/Elektronen miteinander (hauptsächlich elektromagnetisch). Jede einzelne diese Wechselwirkungen erhält aber sowohl Energie als auch Impuls und auch den Drehimpuls. Wenn das bei den elementaren Wechselwirkungen gilt, dann muss es aber auch für die komplette Welle gelten. Ich finde, Du verschwendest da einfach Deine Zeit!
Gruß
Marco
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 31. Mai 2022 15:03 Titel: |
|
|
| as_string hat Folgendes geschrieben: |
| Zitat: | | Beispielsweise eine rotierende Scheibe am Außenrand mit einem Stoß zu versehen, der Stoß setzt sich innerhalb des Mediums mit Schallgeschwindigkeit fort, und tritt am gegenüberliegenden Außenrand wieder aus. |
Ich vermute, dass die Scheibe beim "Impulstransport" dann ein Drehmoment erfahren wird, was sie entweder abbremst oder der Antrieb von außen einbringen muss. Oder aber die Welle breitet sich geradlinig völlig unbeeindruckt von der Scheiben Drehung aus vielleicht, ich weiß es nicht. |
Die Änderung eines Impulses, auch in der Richtung, entspricht der Wirkung einer Kraft.
Wenn keine Kraft wirkt, bedeutet geradlinig IMO, dass der Impuls sich geradlinig zu dem Bezugssystem, in dem die Scheibe rotiert, ausbreitet, nicht geradlinig in dem rotierenden Bezugssystem.
das wurde hier schon mal andiskutiert:
https://www.physikerboard.de/lhtopic,66727,0,0,asc,.html
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 02. Jun 2022 08:47 Titel: |
|
|
Hallo Aruna,
das der Impuls geradlinig verläuft deckt sich aber nicht mit der beobachtbaren Wirklichkeit.
Der eingeleitete Impuls dreht mit dem Medium mit.
Eine rotierende Scheibe mit zwei Personen am Außenrand halten ein Seil, und leiten einen Impuls in das Seil ein, egal ob Längs- oder Transversalwelle.
Du wirst beobachten können, das der Impuls dabei mit der Scheibe und dem Seil mit rotiert.
|
|
|
Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
|
| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 02. Jun 2022 10:53 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | | Du wirst beobachten können, das der Impuls dabei mit der Scheibe und dem Seil mit rotiert. |
Auch wenn du das noch so oft wiederholst, nein, dies widerspricht dem Impulserhaltungssatz! Tut mir leid.
Viele Grüße,
Nils
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 02. Jun 2022 11:37 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: |
das der Impuls geradlinig verläuft deckt sich aber nicht mit der beobachtbaren Wirklichkeit.
Der eingeleitete Impuls dreht mit dem Medium mit.
Eine rotierende Scheibe mit zwei Personen am Außenrand halten ein Seil, und leiten einen Impuls in das Seil ein, egal ob Längs- oder Transversalwelle.
Du wirst beobachten können, das der Impuls dabei mit der Scheibe und dem Seil mit rotiert. |
In welche Richtung läuft denn da der Impuls?
Wenn sich nix bewegt ("halten"), ist der Gesamtimpuls 0.
Den kannst Du natürlich drehen, ohne dass er sich ändert.
|
|
|
DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
|
| DrStupid Verfasst am: 02. Jun 2022 12:33 Titel: |
|
|
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | In welche Richtung läuft denn da der Impuls? |
Es ist nicht entscheidend, in welche Richtung er läuft, sondern welche Richung er hat. Du kannst zwar die Richtung ändern, in die eine Welle läuft, aber nicht die Richtung des Impulses, den sie transportiert.
Nehmen wir mal an, Du hast einen elastischen Stab, der entlang dwer X-Achse liegt und schlägst an einem Ende in X-Richtung mit einem Hammer dagegen. Dann läuft in X-Richtung eine Longitudinalwelle durch den Stab, die einen Impuls transportiert der in X-Richtung zeigt. Wenn Du den Stab um 90° drehst, dann kann daraus eine Transversalwelle werden, die in Y-Richtung durch den Stab läuft. Aber sie transportiert immer noch den gleichen Impuls mit X-Richtung.
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 02. Jun 2022 13:00 Titel: |
|
|
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Aruna hat Folgendes geschrieben: | | In welche Richtung läuft denn da der Impuls? |
Es ist nicht entscheidend, in welche Richtung er läuft, sondern welche Richung er hat. Du kannst zwar die Richtung ändern, in die eine Welle läuft, aber nicht die Richtung des Impulses, den sie transportiert.
|
Danke für den Hinweis.
@burri: hilft dir die Unterscheidung zwischen Impulsrichtung und der Richtung des Impulstransportes weiter, bzw. dieses Beispiel?:
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Nehmen wir mal an, Du hast einen elastischen Stab, der entlang dwer X-Achse liegt und schlägst an einem Ende in X-Richtung mit einem Hammer dagegen. Dann läuft in X-Richtung eine Longitudinalwelle durch den Stab, die einen Impuls transportiert der in X-Richtung zeigt. Wenn Du den Stab um 90° drehst, dann kann daraus eine Transversalwelle werden, die in Y-Richtung durch den Stab läuft. Aber sie transportiert immer noch den gleichen Impuls mit X-Richtung. |
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 02. Jun 2022 20:27 Titel: |
|
|
| Zitat: | | Wenn Du den Stab um 90° drehst, dann kann daraus eine Transversalwelle werden, die in Y-Richtung durch den Stab läuft. Aber sie transportiert immer noch den gleichen Impuls mit X-Richtung. |
Hallo Dr Stupid
das stimmt so nicht, stell dir einen Slinky auf einer rotierenden Scheibe vor, die eingeleitete Längswelle läuft geradlinig durch den Slinky.
Daraus wird mit Sicherheit keine Transversalwelle.
Mit dem rotierenden Slinky rotiert der eingeleitetete Impuls mit.
Der Impuls hat also beim Austritt eine andere Richtung als beim Eintritt.
Es würde mich schon sehr wundern, wenn mir hier ein Gedankenfehler unterlaufen sein sollte.
|
|
|
DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
|
| DrStupid Verfasst am: 02. Jun 2022 21:33 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | das stimmt so nicht, stell dir einen Slinky auf einer rotierenden Scheibe vor, die eingeleitete Längswelle läuft geradlinig durch den Slinky.
Daraus wird mit Sicherheit keine Transversalwelle. |
Probiere es aus und schicke uns das Video.
| burri hat Folgendes geschrieben: | | Mit dem rotierenden Slinky rotiert der eingeleitetete Impuls mit. |
Nein, das tut er ganz sicher nicht.
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 02. Jun 2022 21:41 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Wenn Du den Stab um 90° drehst, dann kann daraus eine Transversalwelle werden, die in Y-Richtung durch den Stab läuft. Aber sie transportiert immer noch den gleichen Impuls mit X-Richtung. |
Hallo Dr Stupid
das stimmt so nicht, stell dir einen Slinky auf einer rotierenden Scheibe vor, die eingeleitete Längswelle läuft geradlinig durch den Slinky.
Daraus wird mit Sicherheit keine Transversalwelle.
|
Wenn Du einen Impuls in einen Slinky einleitest, dann haben Teile des Slinky eine von 0 verschiedene Geschwindigkeit.
Im System der rotierenden Scheibe ergibt sich damit eine Corioliskraft, die die bewegten Teile des Slinky senkrecht zur Bewegungsrichtung der Längswelle auslenken.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 03. Jun 2022 06:28 Titel: |
|
|
der Einfluss der Corioliskraft ist mir bewusst, aber wenn du dir statt eines Slinkys nun eine Kugelreihe vorstellst, wie beim Billard oder einer Newtonschaukel, dann ist diese Bewegung im Gitter doch nur minimal.
Wie kann eine so minimale Bewegung das Medium so stark beeinflussen, dass die Richtungsänderung des Impulses komplett ausgeglichen wird. das ist nur schwer vorstellbar.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 03. Jun 2022 06:44 Titel: |
|
|
ein rotierender Slinky im Weltraum, würde bei der Einleitung eines Impulses doch weiter rotieren, und der eingeleitete Impuls würde hin-und her laufen?
den Impuls kann man dann einleiten, wenn zwei Slinkis sich mit ihrem Eingangsende genau gegenüberstehen, dann sollte der eingeleitete Impuls bei Rotation in Gegenrichtung in einem anderen Rotationswinkel als o Grad, wie bei der Einleitung geschehen, ausgekoppelt werden können?
Idee ist durch gegenseitige Abstoßung und bei Rotation des Mediums, eine Änderung der Impulsrichtung zu erzielen.
Dann wäre der Gesamtimpuls ungleich 0.
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 03. Jun 2022 07:23 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | der Einfluss der Corioliskraft ist mir bewusst, aber wenn du dir statt eines Slinkys nun eine Kugelreihe vorstellst, wie beim Billard oder einer Newtonschaukel, dann ist diese Bewegung im Gitter doch nur minimal.
|
die Wegstrecke, die das einzelne Element zurücklegt eventuell, aber wenn da ein von Null verschiedener Impuls  vorhanden ist, dann hast Du ständig eine Bewegung einer Masse  mit der Geschwindigkeit  .
Ob ein Element die ganze Wegstrecke macht, oder dieser Schwung jeweils von einem Element an ein anderes weitergegeben wird, ist dafür IMO egal.
| burri hat Folgendes geschrieben: |
Wie kann eine so minimale Bewegung das Medium so stark beeinflussen, dass die Richtungsänderung des Impulses komplett ausgeglichen wird. das ist nur schwer vorstellbar. |
Mit minimaler Bewegung meinst Du hier nach meinem Eindruck "minimale Einzelauslenkung"
Es geht aber nicht um die Einzelauslenkung, sondern den Impuls (Umgangssprachlich "Schwung"), also wieviel Masse sich mit welcher Geschwindigkeit bewegt.
Stell Dir Deine Newtonschaukel vor: der Impuls, der durch die minimalen Auslenkungen der Kugeln, bzw. deren Atome übertragen wird, ist offensichtlich genau so groß, wie die große Auslenkung der Kugeln am Anfang und Ende.
Die Größe  bleibt konstant und wird von einer Kugel auf die andere übertragen.
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 03. Jun 2022 07:40 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | ein rotierender Slinky im Weltraum, würde bei der Einleitung eines Impulses doch weiter rotieren, und der eingeleitete Impuls würde hin-und her laufen?
|
Bitte beachte den Hinweis von DrStupid und unterscheide zwischen der Richtung des Impulses selbst, und der Richtung, in der dieser Impuls übertragen wird.
Dann überleg Dir, wohin sich in Deinem Bild aus dem Eingangsbeitrag die Rote Kugel bewegt, wenn Du die, sobald die oben ist, nach unten beschleunigst.
| burri hat Folgendes geschrieben: |
den Impuls kann man dann einleiten, wenn zwei Slinkis sich mit ihrem Eingangsende genau gegenüberstehen, dann sollte der eingeleitete Impuls bei Rotation in Gegenrichtung in einem anderen Rotationswinkel als o Grad, wie bei der Einleitung geschehen, ausgekoppelt werden können?
|
was heißt denn ausgekoppelt?
| burri hat Folgendes geschrieben: |
Idee ist durch gegenseitige Abstoßung und bei Rotation des Mediums, eine Änderung der Impulsrichtung zu erzielen.
|
wenn mit "Änderung der Impulsrichung" die Änderung der Richtung der vektoriellen Größe Impuls gemeint ist, dann geht mit dieser Änderung die Wirkung einer Kraft einher, gemäß:
Die beiden Kugeln im Eingangsbeitrag rotieren auf einer Kreisbahn.
D.h. ihre Geschwindigkeit und damit ihr Impuls ändert andauernd die Richtung.
Das geht nur, weil auf die eine Zentripedalkraft wirkt, die die andauernd senkrecht zur momentanen Bewegungsrichtung zum Drehpunkt hin beschleunigt.
Wenn diese Kraft aufhört zu wirken, z.B. wenn Du den Slinky an einer Kugel
löst, dann bewegt die sich, wie, im 2. Newtonschen Gesetz beschrieben, geradlinig in Richtung des momentanen Impulses beim Lösen weiter.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 03. Jun 2022 16:27 Titel: |
|
|
@Aruna
wenn man eine Lautsprecherröhre mit einer Frequenz versieht, dreht sich dann die Röhre schwerer als ohne eine Frequenz?
Das müsste sich doch messtechnisch verifizieren lassen.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 03. Jun 2022 20:54 Titel: |
|
|
meine Frage bezog sich auf Arunas Aussage, dass die Richtungsänderung eines Impulses eine zusätzliche Kraft erfordere.
Schall überträgt Energie und Impuls massefrei.
Wird deshalb eine Lautsprecherröhre mit einem kontinuierlichen Ton (Impulse),sich schwerer drehen lassen, als ohne Ton?
Gibt es Versuche darüber?
|
|
|
DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
|
| DrStupid Verfasst am: 03. Jun 2022 21:14 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | | Schall überträgt Energie und Impuls massefrei. |
Ohne Masse gibt es keinen Schall.
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 04. Jun 2022 02:30 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | @Aruna
wenn man eine Lautsprecherröhre mit einer Frequenz versieht, dreht sich dann die Röhre schwerer als ohne eine Frequenz?
|
Falls "mit einer Frequenz versehen" meint, dass da Druckwellen von einem Ende zum anderen laufen, ohne, dass gleich große Druckwellen zurücklaufen...ja.
| burri hat Folgendes geschrieben: |
Das müsste sich doch messtechnisch verifizieren lassen. |
Ja.
Falls Du nun aber von mir verlangst, das zu tun: Ich habe nicht die Mittel, das gerade eben mal zu tun und meine Zweifel an den Newtonschen Gesetzen sind nicht groß genug, mehr Aufwand als "mal eben" da rein zu stecken.
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 04. Jun 2022 03:11 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: |
Schall überträgt Energie und Impuls massefrei.
|
Wo denn?
Im Vakuum?
Wie groß ist denn die Vakuum-Schallgeschwindigkeit?
| burri hat Folgendes geschrieben: |
Wird deshalb eine Lautsprecherröhre mit einem kontinuierlichen Ton (Impulse),sich schwerer drehen lassen, als ohne Ton?
|
Weshalb? Weil Schall Energie und Impuls massefrei überträgt?
Das ist IMO eine falsche Annahme, da solltest Du dann mindestens einen Konjunktiv II (Irrealis) verwenden und die Annahme als solche kennzeichnen, damit sie nicht mit einer Tatsachenbehauptung verwechselt wird:
Annahme: Schall übertrüge Energie und Impuls massefrei.
Würde sich deshalb eine Lautsprecherröhre in die kontinuierlich ein Netto-Impuls in eine Richtung eingeleitet wird, sich schwerer senkrecht zur Impulsrichtung drehen lassen, als ohne Impulseinleitung?
Ich meine ja (sofern sich die Drehung eine Richtungsänderung des Impulses bewirkt).
Denn irgendwie muss man es ja schaffen, dass der Impuls in der Röhre bleibt.
Der Träger des Impulses muss dann ja mit der Röhre wechselwirken.
Nehmen wir Photonen, die ja keine Ruhemasse haben, aber einen Impuls:
Wenn Du mit einem Laser in eine Röhre reinleuchtest, und die ganz schnell um 180° drehst, kommen die dann
a.) am anderen Ende dort wieder raus, wo Du die reingeschickt hast, nur in Gegenrichtung?
Und würden
b.) die Photonen oder die Lichtstrahlen entlang der Längsachse der Röhre laufen?
Bei a.) würde ich sagen: es kommt darauf an.
Es kommt auf das Material an, aus dem die Röhre besteht und wie dieses mit den Photonen wechselwirkt.
Wenn das gar nicht wechselwirkt, dann werden sich die Photonen oder Lichtstrahlen IMO unbeeindruckt im nicht rotierenden Bezugsystem gerade aus bewegen.
Wenn Du eine Röhre hast, mit verspiegelten Wänden, so dass die Photonen an den Wänden totalreflektiert werden, dann wirst Du das Licht "mitdrehen" können, so wie man in einem Lichtwellenleiter* auch Licht um die Kurve und in die Gegenrichtung leiten kann.
Dann werden aber die Photonen nicht
b.) entlang der Längsachse laufen, sondern Die laufen gerade aus, bis Du die Wände der Röhre in ihren Laufweg drehst. Dann werden die reflektiert und der
Impuls der Wände und damit der Röhre, ändert sich so, dass die Impulsänderung der Photonen bei der Reflektion gerade ausgeglichen wird.
Eine Impulsänderung ist eine Kraft => auf die Röhre wirkt eine Kraft, die der Drehung entgegengerichtet ist => die Röhre wird sich schwerer drehen lassen,
Wenn Du einen Impuls in seiner Richtung drehen willst, dann musst Du irgendwie mit dem Träger des Impulses (bei einer Schallwelle z.B. Luftteilchen) derart wechselwirken, dass ein Impulsübertrag stattfindet.
Sobald ein Impulsübertrag statt findet, wirkt eine Kraft.
Du möchtest - so deute ich den Titel "reaktionsfreier Antrieb"- eine Wirkung erzeugen, ohne ein Rückwirkung.
Actio ohne Reactio.
-----------------------------------
*) Wechsel doch mal Deine Modellvorstellung:
Anstelle eines Wellenleiters, der gedreht wird, stell Dir einfach einen vor, der so gebogen ist, dass sein Ausgang in gleicher Richtung neben dem Eingang liegt.
Bekommst Du es hin, da einen Impuls ein- und umzuleiten, dass der am Ausgang in Gegenrichtung rauskommt, aber ohne, dass irgendeine Kraft auf den Wellenleiter wirkt?
Lege auf einen Billardtisch eine Reihe Kugeln, dicht an dicht, in U-Form.
Wenn Du dann die erste Kugel anstößt, wird sich der Impuls dann längs des U fortpflanzen und sich nur die letzte Kugel in Gegenrichtung zur ersten weg bewegen?
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 04. Jun 2022 06:52 Titel: |
|
|
@Aruna
das was du schreibst, hört sich durchaus plausibel an.
Vielen Dank für deine Ausführungen und deine Geduld.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 04. Jun 2022 19:11 Titel: |
|
|
Ich möchte noch gerne zu einem Gedankenexperiment einladen:
Kugel 1 sei das Rotationszentrum, Kugel 2 und 3 sind Satelliten in gegenüberliegender Stellung.
Die Kugeln sind identisch.
Kugel 2 und 3 sind mit Kugel 1 mit über einen Slinky verbunden.
Gleichzeitig werden beide Slinky Fixierungen der Kugel 2 und Kugel 3 an der Kugel 1 gelöst.
Nun wird der Slinky der Kugel 2 einfachheitshalber schockgefroren, er kann sich nicht mehr zusammenziehen (mechanisch realisierbar).
Der Slinky der Kugel 3 bleibt unverändert.
Daraus folgt:
Das Rotationszentrum (Kugel 1) bleibt unverändert.
Die Kugel 2 mit dem blockierten Slinky fliegt sofort tangential vom Rotationszentrum Kugel 1 ab.
Die Kugel 3 mit dem unveränderten Slinky bleibt kurzzeitig auf der Rotationsbahn., bis der Slinky sich zusammengezogen hat.
Sind dann die Positionen der Kugeln 2 und Kugeln 3 noch 180 Grad zueinander?
Sie müssten es sein nach geltender Physik.
I don`t know?
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 05. Jun 2022 04:06 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | Ich möchte noch gerne zu einem Gedankenexperiment einladen:
|
Danke
| burri hat Folgendes geschrieben: |
Kugel 1 sei das Rotationszentrum, Kugel 2 und 3 sind Satelliten in gegenüberliegender Stellung.
Die Kugeln sind identisch.
Kugel 2 und 3 sind mit Kugel 1 mit über einen Slinky verbunden.
Gleichzeitig werden beide Slinky Fixierungen der Kugel 2 und Kugel 3 an der Kugel 1 gelöst.
Nun wird der Slinky der Kugel 2 einfachheitshalber schockgefroren, er kann sich nicht mehr zusammenziehen (mechanisch realisierbar).
Der Slinky der Kugel 3 bleibt unverändert.
Daraus folgt:
Das Rotationszentrum (Kugel 1) bleibt unverändert.
Die Kugel 2 mit dem blockierten Slinky fliegt sofort tangential vom Rotationszentrum Kugel 1 ab.
Die Kugel 3 mit dem unveränderten Slinky bleibt kurzzeitig auf der Rotationsbahn., bis der Slinky sich zusammengezogen hat.
Sind dann die Positionen der Kugeln 2 und Kugeln 3 noch 180 Grad zueinander?
|
180 Grad zueinander?
Meinst Du die Verbindungslinien von den Kugeln zu Kugel 1, also, dass die Schwerpunkte der drei Kugeln auf einer Gerade liegen?
| burri hat Folgendes geschrieben: |
Sie müssten es sein nach geltender Physik.
|
Ich unterteile das System mal in drei Teilsyteme:
1.) Kugel1, das Rotationszentrum
Ich wähle das Bezugssystem so, dass dieses im Moment des Lösens den Impuls 0 hat (keine Translation).
Nach dem Lösen hat das immer noch den Impuls 0 und rotiert weiterhin mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie vor dem Lösen um sich selbst.
2.) Kugel2 + starres Slinky:
Das starre Slinky hat eine Masse und das System Kugel2 + starresSlinky hat einen Schwerpunkt, der nicht mit dem Schwerpunkt von Kugel2 übereinstimmt.
Diesem Schwerpunkt kann man im Moment des Lösens einen Impuls zuordnen, der auch noch nach dem Lösen erhalten bleibt.
=> der Schwerpunkt des Systems Kugel2 + starresSlinky bewegt sich nach dem Lösen tangential weg.
Das System rotiert auch nach dem Lösen noch um seinen Schwerpunkt, d.h.
die Kugel2 wird sich nicht auf einer Geraden bewegen, sondern einer Bahn, die einer Überlagerung von Kreisbahn um den Schwerpunkt des Teilsystems und der Translation des Schwerpunks entspricht.
3.) Kugel3 + bewegliches Slinky:
Auch das bewegliche Slinky hat eine Masse.
Zusätzlich zu der Bewegung von Kugel2 wird sich das Slinky nach dem Lösen noch zusammenziehen.
Dadurch wird der Radius der Drehbewegung des Teilsystems verringert und nach Drehimpulserhaltung wird sich die Winkelgeschwindigkeit erhöhen.
(siehe Eiskunstläuferin, die die Arme anzieht)
Der Schwerpunkt des Teilsystems Kugel3 + beweglichesSlinky wird sich also IMO nach dem Lösen entgegengesetzt zu dem des Teilsystem Kugel2 + starresSlinky wegbewegen. Kugel2 bewegt sich auf einer Bahn, die einer entsprechend der Schwerpunktbewegung des Teilsystems verschoben Kreisbewegung um den Schwerpunkt des Teilsystems entspricht.
Der Radius der Kreisbahn ist kleiner, als bei Kugel2 und die Winkelgeschwindigkeit entsprechend höher.
(Eventuell kommen da noch Transversalschwingungen dazu)
IMO also insgesamt:
Die Schwerpunkte der drei Teilsysteme liegen nach dem Lösen auf einer Gerade.
Die drei Kugeln nicht immer.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 05. Jun 2022 05:56 Titel: |
|
|
Danke Aruna,
du kannst echt gut und einfach komplizierte Sachverhalte verständlich machen.
Es wird wohl so sein, wie du es beschreibst, es muss ja so sein....
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 05. Jun 2022 19:04 Titel: |
|
|
Sorry Aruna,
für meine Hartnäckigkeit, aber mir ist noch ein Argument zu meinem letzten Beispiel eingefallen:
man kann die Länge des Slinkys doch so wählen, dass der Slinky samt der Kugel 3 nach dem Ablösen des Slinkys an Kugel 1 noch 180 Grad um das Rotationszentrum dreht, und erst dann tangential abfliegt.
Wie ist es in diesem Fall noch möglich, dass beide Satelliten entgegengesetzt davonfliegen?
|
|
|
DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
|
| DrStupid Verfasst am: 05. Jun 2022 20:05 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | | man kann die Länge des Slinkys doch so wählen, dass der Slinky samt der Kugel 3 nach dem Ablösen des Slinkys an Kugel 1 noch 180 Grad um das Rotationszentrum dreht, und erst dann tangential abfliegt. |
Was macht Dich da so sicher?
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 05. Jun 2022 21:19 Titel: |
|
|
@ Dr. Stupid,
ich suche eher nach einer Erklärung, warum das nicht sein kann.
Würde man nach dem Slinky Video gehen und den Slinky nur als Informationsüberträger ansehen, könnte man über die Slinkylänge den Zeitpunkt auf der Kreisbahn festlegen, wo Kugel 3 die Information "loslassen" erhält, und erst dann samt Slinky die Kreisbahn verlässt.
|
|
|
DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
|
| DrStupid Verfasst am: 05. Jun 2022 21:41 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | | Würde man nach dem Slinky Video gehen und den Slinky nur als Informationsüberträger ansehen, könnte man über die Slinkylänge den Zeitpunkt auf der Kreisbahn festlegen, wo der Slinky die Information "loslassen" erhält, und erst dann samt Kugel die Kreisbahn verlässt. |
Es genügt nicht, den Zeitpunkt festzulegen. Du musst auch dafür sorgen, dass die Kugel sich mit der passenden Winkelgeschwindigkeit bewegt, um bei diesem Zeitpunkt am gewünschten Winkel zu sein. Wenn Du aber die Länge des Slinky bei gleicher Spannung vergrößerst, dann verringert sich die Winkelgeschwindigkeit der Kugel. Die Zeit, die die Kugel auf der Kreisbahn bleibt, kannst Du damit zwar beliebig verlängern, aber nicht den Winkel, um den sie sich bewegt. Vergrößerst Du stattdessen die Länge des Slinky bei gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit der Kugel, dann steigt die Spannung im Slinky und damit die Geschwindigkeit mit der er sich zusammen zieht. Damit kannst Du die Zeit nicht mehr beliebig verlängern.
Egal, wie Du es drehst und wendest. Du kannst die Impuls- und Drehimpulserhaltung nicht überlisten. Auch der Slinky gehorcht physikalischen Gesetzen, in denen diese Erhaltungssätze fest eingebaut sind.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 06. Jun 2022 06:20 Titel: |
|
|
eine rotierende Raumstation mit künstlicher Gravitation am der Außenwand ist doch beliebig skalierbar, warum also nicht auch das System mit Kugeln und Slinkies.
Der fallende Slinky würde bei 1km Länge und einer Wellengeschwindigkeit von 10 km/h ca. sechs Minuten benötigen, um sein unteres Ende zu erreichen.
Das untere Ende würde also 6 Minuten in der Luft stehenbleiben?
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 06. Jun 2022 07:23 Titel: |
|
|
jetzt habe ich verstanden Dr. Stupid,
je länger der Slinky,, um so geringer die Winkelgeschwindigkeit.
Der Kreisbogen des losgelassenen Slinkys wird durch das Verlängern des Slinkys nicht ausgeweitet.
Ob eine Ausweitung des Kreisbogens durch Materialauswahl, bzw. durch Konstruktionsänderungen an der Feder möglich ist, kann ich nicht beurteilen.
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 06. Jun 2022 07:30 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | eine rotierende Raumstation mit künstlicher Gravitation am der Außenwand ist doch beliebig skalierbar, warum also nicht auch das System mit Kugeln und Slinkies.
Der fallende Slinky würde bei 1km Länge und einer Wellengeschwindigkeit von 10 km/h ca. sechs Minuten benötigen, um sein unteres Ende zu erreichen.
Das untere Ende würde also 6 Minuten in der Luft stehenbleiben? |
Mir scheint, Du vernachlässigst in Deinen Betrachtungen immer noch das Slinky selbst.
IMO sollte man sich, bevor man zu Drehbewegungen übergeht, erst mal klar machen, was bei einem Slinky passiert, das nur der Schwerkraft ausgesetzt ist.
Dazu würde ich das wieder unterteilen. z.B. in einzelne Windungen.
Jede Windung ist gleichzeitig eine Feder und eine Masse.
Jede Windung ist so weit gedehnt, dass die Federkraft der Gewichtskraft der Windungen unter ihr entspricht.
D.h. wenn Du das Slinky oben löst, dann wird die oberste Windung nicht nur aufgrund der eigenen Gewichtskraft beschleunigt, sondern auch aufgrund der
Federkraft in seiner Windung, die gerade der Gewichtskraft des restlichen Slinky entspricht.
D.h. der schon fallende Teil des Slinky fällt, bis auch das untere Ende anfängt zu fallen, schneller, als es ohne das Restslinky fiele.
Dafür fällt das Restslinky gar nicht.
Das sollte sich IMO zu jedem Zeitpunkt so ausgleichen, dass der Schwerpunkt des Gesamtslinky immer so schnell fällt, wie man es aufgrund der Erdbeschleunigung erwarten würde.
Hier ein Veritasium-Video, wo jemand den Schwerpunkt des fallenden Slinky in einer Simulationen visualisiert, ab 4:02 spricht er es es explizit an:
https://www.youtube.com/watch?v=uiyMuHuCFo4
Ich behaupte mal einfach, das passiert auch bei einem rotierenden Slinky:
Der Schwerpunkt des Systems Slnky+Kugel bewegt sich, so wie man es erwarten würde: nach dem Lösen fliegt er horizontal weg.
Da das System dann IMO noch weiter rotiert, kann sich die Kugel näher an eine zu der Tangente beim Lösen parallele Linie durch das Drehzentrum annähern, als der Schwerpunkt (der einen konstanten Abstand hält), aber sie kann die Linie nicht erreichen, da sich das Slinky ja zusammen gezogen hat. Die Stellung zum Rotationszentrum bleibt also unter 90° .
Wenn Du die Zeit vergrößern willst, dann musst Du - siehe das Video - die Federkonstante des Slinky erhöhen bzw. die Masse vergrößern.
Ersteres würde dazu führen, dass die Kugel sich auf einer größeren Entfernung zum Drehpunkt bewegt (siehe auch Argumentation von Dr. Stupid).
Letzteres dazu, dass Du die Bewegung des Slinky weniger vernachlässigen kannst, wenn Du die Bewegung des Systems Slinky+Kugel betrachtest.
Wenn Du die Masse des Slinky gegen 0 gehen lässt, geht im vertikalen Fall die Federkraft gegen die Gewichtskraft der Kugel, Im rotierenden Fall gegen die Zentripedalkraft, die auf die Kugel wirken muss, um die auf der Kreisbahn zu halten.
Damit geht die Beschleunigung des Slinky klassisch gegen unendlich und die Zeit, bis die Information über das Lösen die Kugel erreicht, gegen 0.
Relativistisch ist natürlich Lichtgeschwindigkeit c die obere Grenze der Informationsübertragungsgeschwindigkeit, aber auch die Schallgeschwindigkeit im starren Slinky kann nicht schneller sein als c.
Zuletzt bearbeitet von Aruna am 06. Jun 2022 08:40, insgesamt einmal bearbeitet |
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 06. Jun 2022 07:57 Titel: |
|
|
danke, danach hatte ich gesucht, nachdem ich das Video gefunden hatte, in dem nach dem Ausgangs des Experiments gefragt wurde
Auch hier sollte IMO der Schwerpunkt des Gesamtsystems so schnell fallen, wie man es aufgrund der Gesetze der Physik erwarten würde.
Der schon fallende Teil des Slinky wird aufgrund seiner eigenen Gewichtskraft beschleunigt und noch zusätzlich durch die Federkraft, die der Gewichtskraft des noch nicht fallenden Teils + des noch nicht fallenden Tennisballs entspricht.
Je mehr Masse der Tennisball im Vergleich zum Slinky hat, desto näher liegt der Schwerpunkt beim Schwerpunkt des Tennisballs und desto weniger könnte man die Bewegung des Tennisballs von der eines Tennisballs unterscheiden, der in der Höhe des Tennisballs losgelassen wird.
Das bedeutet, dass die Zeit, die die Information über das Lösen an dem Aufhängungspunkt des Slinky bis zum Tennisball braucht, mit abnehmender Masse des Slinky immer kleiner wird.
Bei einem masselosen Slinky (Elektromagnetisches Feld) sollte sich die Information mit Lichtgeschwindigkeit c bewegen und die Zeit auf den Minimalwert L/c abgesunken sein.
Dabei ist L der Abstand zwischen dem Aufhängepunkt und dem Tennisball.
|
|
|
Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
|
| Aruna Verfasst am: 06. Jun 2022 08:28 Titel: |
|
|
| burri hat Folgendes geschrieben: | eine rotierende Raumstation mit künstlicher Gravitation am der Außenwand ist doch beliebig skalierbar, warum also nicht auch das System mit Kugeln und Slinkies.
Der fallende Slinky würde bei 1km Länge und einer Wellengeschwindigkeit von 10 km/h ca. sechs Minuten benötigen, um sein unteres Ende zu erreichen.
Das untere Ende würde also 6 Minuten in der Luft stehenbleiben? |
Das untere Ende würde so lange in der Luft stehen bleiben, bis der Schwerpunkt des Slinky von seiner Ausgangshöhe die Position des Slinky erreicht hat.
Bei einem hookschen Slinky der (unter dem Einfluss der eigenen Schwerkraft) gedehnten Länge 1km und einem homogenen Schwerefeld sollte der Schwerpunkt vor dem Lösen 250m über dem unteren Ende liegen. ( siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Slinky#Equilibrium )
Die Fallzeit des Schwerpunktes bis zum unteren Ende beträgt dann bei Erdbeschleunigung:
In einem rotierenden System hat man allerdings kein homogenes Beschleunigungsfeld und in der Zeit, in der das Slinky fällt, dreht sich die Raumstation weiter, so dass die Zugrichtung zwischen dem fallenden Slinkyteil und dem noch "ruhenden" Slinkyteil nicht mehr radial verläuft.
|
|
|
burri
Anmeldungsdatum: 30.09.2011
Beiträge: 159
|
| burri Verfasst am: 06. Jun 2022 09:35 Titel: |
|
|
ein reaktionsfreier Antrieb wäre ja auch zu schön um wahr zu sein.
Dieser wäre sogar mit Newton vereinbar, wenn man das Weltall als Reaktionspartner annimmt.
Wenn es möglich wäre im Raumschiff einen Symmetriebruch zu erzeugen, wie beispielsweise ein Wassereimer mit schrägem Wasserspiegel.
Eine Seite des Eimers hätte mehr Druck als die gegenüberliegende Eimerwand,
und der Eimer würde sich scheinbar reaktionsfrei beschleunigen.
Siehe meinen Beitrag Fluidgyroskop als Antrieb.
Danke für die Diskussion.
|
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
