Ich werde deine Frage Mal ein bisschen aufdröseln :)
Steigert sich der Energiebedarf wenn ich ein Objekt immer näher an die Lichtgeschwindigkeit bringen möchte?
Kurz gesagt: Ja. Der Ausdruck für die Kinetische Energie ist folgender:
Das bedeutet, dass die Energie nicht nur zunimmt, sondern auch die Änderungsrate der Energiezunahme. Es wird also nicht nur immer mehr, sondern auch quasi immer mehr mehr. Eben Mal v^2 und nicht nur Mal v.
Liegt es daran das der Körper an Masse gewinnt, wenn er immer schneller wird und somit mehr Energie benötigt wird für die Beschleunigung auf eine höhere Geschwindigkeit?
Ein bisschen liegt es auch an der relativistischen Massezunahme, das ist aber so gut wie immer vernachlässigbar. Kommt man allerdings in den Bereich in der "Nähe" der Lichtgeschwindigkeit, spielt das sehr wohl eine Rolle.
Steigert sich der Energiebedarf exponentiell?
Der Ausdruck für die relativistische Massezunahme ist folgender:
Setzt man diese Formel für m ein in E_kin, dann ist man auf jeden Fall nicht im Exponentielle Bereich, da nirgends wo v im Exponenten steht. Wie genau der Energiebedarf steigt, kannst du ja Mal selbst ausrechnen, wenn es dich interessiert. Setze dafür einfach die Formel m(v) für m in E_kin ein und forme um, bis v (eventuell mit Exponenten) hinter dem Bruch steht.
Kann man nicht auch 1G in einer Raumschiff erzeugen indem man das Raumschiff beschleunigt auf eine Beschleunigung die so groß ist wie die Erdschwerebeschleunigung?
Kann man auf jeden Fall. Dafür müsste man aber pro Sekunde um 9,81m/s beschleunigt werden. Das ist ziemlich viel für einen längeren Zeitraum und würde unglaublich viel Treibstoff verbrauchen. Das macht man deshalb nicht. Eine vielversprechende Möglichkeit, von der ich aktuell weiß, dass sie in Betracht gezogen wird, ist die, dass man sich die Fliehkraft zunutze machen könnte . Man lässt also einen Körper rotieren und die künstliche Schwerkraft würde dadurch erzeugt, dass alles an den Rand gedrückt wird. Dafür braucht man aber viel Platz (also einen großen Radius) da sonst die Schwerkraft an den Füßen viel größer wäre, als am Kopf.
Hier nochmal kurz ein Beispiel, warum es nicht praktikabel wäre, wenn man die Schwerkraft durch Beschleunigung erzeugen würde:
Den meisten Treibstoff brauchen Raketen nicht, um in den Weltraum zu gelangen, sondern um so schnell zu werden, dass sie auch dort bleiben. Wollte ein Raumschiff nur die Strecke von der Erde zum Mond beschleunigen, dann würden sie am am Ende eine Geschwindigkeit von 76000m/s haben. Zum Vergleich: die ISS hat gerade Mal ein Zehntel davon.
Und wenn man wieder bremsen will dreht man das Raumschiff einfach um 180 grad und bremst mit einer Bremsbeschleunigung die der normalen Beschleunigung gleicht… ist das so?
Genau, stimmt so.
dann könnte man einfach eine Zeit lang zum Mars beschleunigen und dann das Schiff drehen und wieder bremsen so hätte man eine Zeit lang „Gravitation“, wie auf der Erde. Oder man beschleunigt mit nur 0,5G und bremst auch mit 0,5G, dann hat man immer noch leichte „Gravitation“ und spart Treibstoff.
Ich habe ja oben gezeigt, wie unrealistisch es wäre, nur zum Mond zu fliegen. Der Mars ist aber viiieeel viel weiter weg von der Erde. Man würde also echt schnell werden und echt viel Treibstoff verbrauchen. Selbst wenn man nur wenig beschleunigen würde, wäre es trotzdem immernoch viel zu schnell, zumal man das ja alles wieder abbremsen müsste, wenn man auf dem Mars etwas tun möchte (z.B. landen oder in die Umlaufbahn gelangen). Es wäre also möglich, aber definitiv nicht praktikabel :)
LG