Frage von Clown2003, 60

Brauche eine Formel für eine komplizierte Rechnung?

Hey mir ist gerde langweilig und ich Frage mich mal so was. Ich brächte eine Formel für die Menge an Sauerstoff die ein Mann dabei haben muss um einen Kilometer A) im Weltraum sich rumzuschießen (?) B) Auf dem Mars A) Der man wiegt 75kg hat einen Raumanzug der 25kg wiegt und ein Gerät das auch noch mal 6kg wiegt mittlere Dichte des Universums: ca. 4,7 · 10−30 g/cm3 Dichte von Sauerstoff: 1,429 kg · m−3 bei 273,15 K B)Hier wirds komplizierter wenn es überhaupt geht (alles theoretisch) Dichte Sauerstoff: 1,429 kg · m−3[5] bei 273,15 K Fallbeschleunigung: 3,69 m/s2 Gravitation: 3,711 m/s² Druck (Athmosphäre): 6 · 10−3 bar Athmosphäre: Hauptbestandteile (bezogen auf das Nullniveau des Planeten) Kohlenstoffdioxid: 95,97 % Stickstoff: 1,89 % Argon: 1,93 % Sauerstoff: 0,146 % Kohlenstoffmonoxid: 0,056 % Wasser: 0,02 %

Antwort
von PeterKremsner, 30

Was meinst du mit "rumzuschießen"?

Wenns einfach nur ums bewegen geht reicht im Weltall, 1g Sauerstoff. (du gibst ja keine Beschleunigung oder Endgeschwindigkeit an mit der du dich bewegen willst)

Das hängt aber von sehr viel ab, es kommt ja nicht nur auf den Druck an sondern auch auf die Form der Düse, ob diese Optimal oder nicht optimal geformt ist, wie viel Energie im Gas steckt etc.

Für so etwas würde ich zu einer nummerischen Berechnung greifen und Computerunterstützung nehmen, ansonsten wirst du da alt dabei...

Kommentar von Clown2003 ,

Ich habe Zeit bin erst 13. Über sowas habe ich mir in meinem kindlichen Eifer keine Gedanken gemacht. Gehen wir davon aus das alles optimal ist.

Mit rumschießen meine ich sowas wie gleiten.

Kommentar von PeterKremsner ,

Gehen wir davon aus das alles optimal ist.

Naja im Optimalfall wird man sich nicht mit Sauerstoff bewegen, sondern mit einem anderen Inerten Arbeitsgas zB Stickstoff.

Das geht im Weltall gut, aber auf einem Planeten macht das zu wenig Druck da muss man schon zu Triebwerken greifen, oder die Katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid und selbst da kommst du keinen Kilometer weit.

Wenn es wirklich mit einem Gas sein soll, ist das zu kompliziert um mit der Hand gerechnet zu werden....

Du musst dann noch andere Sachen lösen, zB musst du das Arbeitsgas immer am selben Druck halten, damit die Düse optimal bleibt.

Die Schubkraft kannst du aber näherungsweise mit:

F = rho*A*v² angeben.

rho ist die Dichte des Arbeitsgases, am Austrittspunkt. Da kannst du dann mit den Gasgleichungen und der Temperatur folgern wie groß die Dichte von Stickstoff beim Atmosphärendruck des Mars eigentlich ist.

Die Temperatur kannst du aber nicht bestimmen somit wird die Dichtebestimmung schwer und du kannst nur annehmen, dass die Temperatur des Gases gleich der Umgebungstemperatur am Mars ist.

A ist der Querschnitt der Düse

v² ist die Geschwindigkeit des Gases zum Quadrat.

Problem dabei, die Druckverhältnisse und damit Temperatur und Austrittsgeschwindigkeit in der Düse sind ziemlich kompliziert zu errechnen.

Also wenn du das Rechnen willst, bleiben dir wohl oder Übel nur Computersimulationen übrig von Hand wird das ziemlich schwer zu lösen sein....

Antwort
von Nayes2020, 23

Was willst du? Was meinst du mit rumschießen?

Wenn dir lwl ist denk doch selber nach.  Darum gehts doch zeit vertreiben.

Kommentar von Clown2003 ,

Ich bin in der achten Klasse und wir hatten sowas noch nicht... mit rumschießen meine ich sowas wie gleiten Aufwand Geld und Praktische anwendung ist irrelevant.

Kommentar von Nayes2020 ,

Dann reicht ein gramm.

Zmd für den Anstoß. 

Lenken da muss man eben die Gravitation aller Planeten überwinden. 

Das kann man aber nicht auf papier berechnen.  Jede masse im weltraum hat eine Gravitation.  Man muesste also erstens eine route vorab planen und im Computer simulieren.  Dann kann man ausrechnen wieviel Kraft man uberwinden muss und dementsprechend umrechnen. Plus 20 Prozent sicherheit.

Also es gibt keine Formel. Sondern Algorithmen, Simulationen. Am ende kann man dann über eine gleichsetzung die finale frage beantworten aber bis dahin.

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