Wenn ich mit einem Jetpack auf Vollgas auf der Erde 300kmh fliegen würde, würde ich damit im Weltall mit Vollgas ständig weiterbeschleunigen?


21.08.2022, 19:16

Wird bei gleichem Energieaufwand auf der Erde eine Höchstgeschwindigkeit erreicht und im Weltall ständig beschleunigt?

Das Ergebnis basiert auf 10 Abstimmungen

Nein 80%
Ja 20%

6 Antworten

Ja

Ich habe hier einiges Richtiges gesehen aber auch einiges Falsches. Es sind mehrere Faktoren, welche eine Rolle spielen:

  • Auf der Erde hast Du den Luftwiederstand. Dieser begrenzt schon Deine Höchstgeschwindigkeit, wegen der Luftreibung und auch wegen der Hitze welche dadurch entsteht. Die Concorde konnte Mach 2 fliegen, dabei wurde sie z.B. an der Außenhülle so warm, dass sich das Flugzeug während des Fluges um 10 bis 20 cm dehnte, was ingenieurtechnisch gelöst werden musste.
  • Im Welraum kommt es auf die Kräfte an, welche sonst noch auf Dich wirken. In der Nähe der Erde wäre dies die Gravitationskraft. Bei einem 'Schuß' in den Weltraum wäre die erforderliche Fluchtgeschwindigkeit 11,2 km/s. Es geht allerdings auch langsamer, allerdings nur durch ständigen Einsatz des Triebwerkes, welches dann erheblich mehr Kraftstoff benötigen würde. Damit bekommst Du ein 'Masseproblem', denn der mitgeführte Treibstoff hat natürlich auch Gewicht. Am effektivsten beschleunigt man also mit der möglichen Höchstleistung so schnell wie möglich (soweit es Dein Körper überleben kann). Ein Kanonschuß wäre also am effektivsten, allerdingst könntest Du diese Beschleunigung nicht überleben.
  • Ansonsten gilt natürlich der Impulserhaltungssatz. Die Austrittsgeschwindigkeit der Verbrennungsgase haben nur insofern eine Wirkung, dass der Impuls natürlich größer wird, je schneller sie austreten. Also wird dadurch auch der Vortrieb schneller. Deshalb ist Wasserstoff auch der beste Raketentreibstoff (in Verbindung mit Sauerstoff natürlich). Die Rakete kann allerdings schneller fliegen als diese Austrittsgeschwindigkeit! Das liegt daran, dass ein schon beschleunigtes Raumschiff im Prinzip als geschlossenes System gesehen werden kann mit Impuls +/- Null. Weitere Beschleunigung oder Neuzündung beschleunigt somit erneut das bereits beschleunigte Gesamtsystem. Die Austrittsgeschwindigkeit des Treibstoffs ist während der gesamten Brennphase der Triebwerke konstant und war auch z.B. bei den Apollo-Missionen kleiner als 11,2 km/s. Trotzdem wurde der Mond erreicht :-).
  • Eine Rakete wird bei konstantem Beschleunigungsimpuls trotzdem zusätzlich zunehmend schneller, weil ihre Gesamtmasse durch den bereits verbrannten Treibstoff kontinuierlich abnimmt. Die geringere zu beschleunigende Masse wird bei gleichen Schub also sozusagen doppelt schneller, einmal prinzipiell durch den Schub selbst aber auch dadurch, dass derselbe Schub immer weniger Masse beschleunigen muss. Die Impulserhaltung (Masse die beschleunigt wird vs. Schub durch ausgestoßene Gase) ist somit immer noch Null, für die Nutzlast aber effektiver. Deshalb baut man ja auch Stufenraketen und wirft ausgebrannte Stufen ab, um so die Masse zu reduzieren. Die leerberannten Stufen weiter mit zu beschleunigen macht ja keinen Sinn.

Ich hoffe ich habe nichts wesentliches vergessen, ansonsten stelle einfach noch einmal eine Nachfrage über die Kommentarfunktion.

P.S.: Ein Fehler ist mir bei meinen 'hochtrabenden' Erklärungen leider unterlaufen. Ein Jetpack holt sich ja den Sauerstoff aus der Atmosphäre und schleppt ihn ja nicht mit. So wie ein Staustahltriebwerk in einem Flugzeug auch. Für den Weltraum ist eine Rakete notwendig, welche den erforderlichen Sauerstoff bei einem Verbrennungstriebwerk mitführen muss. Für einen Raketenantrieb ist meine Erklärung allerdings korrekt, denke ich.

Woher ich das weiß:Hobby – Astronomie ist mein Hobby seit meinem achten Lebensjahr.
Nein

Ich meine Nein denn wie auch schon in anderen Antworten zu lesen würde hier die Impulserhaltung gelten. Daraus lässt sich ableiten, dass du theoretisch nur maximal so schnell sein kannst wie die Austrittsgeschwindigkeit der Gase.

Du kannst jedoch aufgrund des nicht vorhanden Luftwiderstands schneller beschleunigen und vielleicht noch ein paar kmh schneller fliegen.

Du müsstest jedoch noch viel schneller sein um die nötige Fluchtgeschwindigkeit(11,2km/s) zu erreichen um die Gravitationskraft der Erde zu überwinden um überhaupt eine Umlaufbahn der Erde zu erreichen


LieberKiffer  26.08.2022, 01:55

Dass man nicht schneller werden kann als die Austrittsgeschwindigkeit der Gase ist Blödsinn. Schneller in Bezug auf was? Solange auf ein bereits beschleunigtes System keine weiteren Kräfte einwirken würde es ewig mit derselben Geschwindigkeit in derselben Richtung weiterfliegen. Du startest sozusagen mit der bereits beschleunigten Rakete incl. dem bereits schon beschleunigtem Treibstoff impulstechnisch gesehen immer wieder neu bei +/- Null. Siehe bitte auch meine Antwort auf diese Frage.

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Nein

im Weltall ist wenig bis kein Sauerstoff sprich sowohl für Fahrer als auch viele Antriebe ist da der Ofen aus

Nein

Ein Jetpack funktioniert im Weltall nicht und die zweite kosmische Geschwindigkeit beträgt auf der Erde am Äquator 11,2 km/s.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit_(Raumfahrt)


verreisterNutzer  21.08.2022, 16:52

Wird bei gleichem Energieaufwand auf der Erde eine Höchstgeschwindigkeit erreicht und im Weltall ständig beschleunigt? Ist das schwer zu verstehen?

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DerRoll  21.08.2022, 16:56
@verreisterNutzer

In deiner Frage steht etwas völlig anderes, lies sie dir vielleicht noch mal durch. Um die Erdumlajubahn zu verlassen musst du mit mehr als 1g beschleunigen bis du 11,2 km/s erreicht hast. Dafür dürfte ein Jetpack nicht genug Treibstoff mit führen.

Bitte formuliere deine Frage verständlich und sei zu Antwortgebern nicht patzig.

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Frage1997407  21.08.2022, 17:06
@verreisterNutzer

Du würdest auch auf der Erde immer weiter beschleunigen, warum sollte sich das All von der Erde unterscheiden?

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LieberKiffer  26.08.2022, 01:59

Die Frage war leider unpräzise, es steht nämlich nicht dabei, wo im Weltall? Wenn z.B. keine großen Gravitationskräfte einwirken sind die 11,2 km/s auch egal ;-).

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Nein

Auf der Erde, dh in der Luft kannst du nicht schneller fliegen wegen des Luftwiderstandes.

Im Weltraum bremst dich zwar die Luft nicht, aber ich glaube, du kannst nicht schneller fliegen als die Gase aus deinem Triebwerk rauskommen.


verreisterNutzer  21.08.2022, 20:49

Meinsch

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PMeindl  21.08.2022, 20:55
@verreisterNutzer

Ja meine ich; aber ich bin mir da nicht sicher. Jedenfalls wäre das Impulsgesetz anzuwenden: Einerseits deine Masse und andererseits die Masse der ausgestoßenen Gase.

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verreisterNutzer  21.08.2022, 21:03
@PMeindl

Ja da ist was dran. Wenn man immer mehr beschleunigen würde l, würde man ja c erreichen und das ist so unmöglich

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PMeindl  21.08.2022, 21:05
@verreisterNutzer

Das ist auch deshalb unmöglich, weil du mit steigender Geschwindigkeit relativistisch immer schwerer wird und immer mehr Kraft zum Beschleunigen bräuchtest.

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LieberKiffer  26.08.2022, 01:55

Dass man nicht schneller werden kann als die Austrittsgeschwindigkeit der Gase ist Blödsinn. Schneller in Bezug auf was? Solange auf ein bereits beschleunigtes System keine weiteren Kräfte einwirken würde es ewig mit derselben Geschwindigkeit in derselben Richtung weiterfliegen. Du startest sozusagen mit der bereits beschleunigten Rakete incl. dem bereits schon beschleunigtem Treibstoff impulstechnisch gesehen immer wieder neu bei +/- Null. Siehe bitte auch meine Antwort auf diese Frage.

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PMeindl  26.08.2022, 17:32
@LieberKiffer

"Dass man nicht schneller werden kann als die Austrittsgeschwindigkeit der Gase ist Blödsinn" - ja, da hast du recht. Ich war mir also nicht ohne Grund unsicher.

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