Physikalische Kräfte im Weltraum?
Hallo liebe Community! Ich habe mich letztens mit meinem Vater gestritten.
Es geht darum, dass, wenn ich mich in einem Raumschiff im Weltall befinde mit 10000km/h und etwas aus Raumschiff rauswerfe, dass dieses Objekt dann parallel zum Raumschiff (90° - Winkel) fliegen, aber auch gleichzeitig davon entfernen, weil ich dem Objekt durch den Stoß eine Seitwärts - Geschwindigkeit gegeben habe.
Ich kann mir nun nicht vorstellen, dass ein Objekt nach vorne und gleich zeitig nach links bzw. nach rechts fliegen kann.
Meiner Meinung nach würden sich diese Kräfte behindern. Nun wie seht ihr das? Mit freundlichen Grüßen Tom
6 Antworten
Da sitzt Du einem physikalischen Vorurteil auf.
Zunächst ist Deine Geschwindigkeitsangabe zum Raumschiff nur sinnvoll in Bezug auf ein willkürlich ausgewähltes Bezugssystem wie z.B. Erde, Sonne, Mond oder Milchstraßenzentrum. Angesichts der Willkürlichkeit dieser Geschwindigkeitsangabe ist diese auch physikalisch völlig irrelevant.
Genauso ist die "Flugrichtung" völlig relativ. Deshalb ist auch Deine Kennzeichnung von "vorne", "hinten" und "seitwärts" am Raumschiff völlig willkürlich und ebenfalls physikalisch irrelevant. Was in Bezug auf ein System "in Flugrichtung vorne" ist, ist in Bezug auf ein anderes System in "Flugrichtung hinten".
Wenn Du aus dem Raumschiff einen Körper beschleunigst, dann bewegt der sich eben mit der von Dir vorgegebenen Geschwindigkeit in die von Dir vorgegebene Richtung vom Raumschiff weg, das ist alles.
Nun kannst Du natürlich der relativen Geschwindigkeit des hinausgeworfenen Körpers in Bezug auf das Raumschiff willkürlich und endlos weitere ausgewählte Geschwindigkeiten aufaddieren mittels Geschwindigkeitsvektoren im Raum. Mit diesen Vektoren stellst Du die jeweiligen Größen und Richtungen der Geschwindigkeiten dar.
Es fliegt ja auch nur von deiner Position aus gesehen nach vorne und links. Für sich hat das Objekt eine gerade Flugbahn.
Nein, die beiden Bewegungen behindern sich nicht. Die ursprüngliche Geschwindigkeit (die des Schiffes) wird beibehalten und die neue wird addiert, so dass sich in Summe eine neue Richtung und Geschwindigkeit ergibt.
Man könnte den Gegenstand natürlich direkt nach hinten werfen, dann müsste man die neue GEschwindigkeit von der alten abziehen und die Richtung würde dennoch beibehalten (so lange das Schiff schneller ist).
…und etwas aus Raumschiff rauswerfe…
…oder seitlich herausschießt, deshalb habe ich dieses Etwas Projektil genannt.
Ich kann mir nun nicht vorstellen, dass ein Objekt nach vorne und gleich zeitig nach links bzw. nach rechts fliegen kann.
Schräg. Auf dem Bild kannst Du das sehen, wie sich die Geschwindigkeiten des Projektils (P) addieren:
(1) v.x.P·|1.x› + v.y.P·|1.y› = |v›.P
Dabei sind |1.x› und |1.y› Einheitsvektoren, d.h. sie geben nur Richtungen in x- bzw. y-Richtungen an.
(2) v.x.P = v.x.R
die zu der Geschwindigkeit des Raumschiffs (R) parallele Geschwindigkeitskomponente des Projektils ist natürlich gleich.
Bewegung ist ohnehin relativ, d.h., Du kannst ebenso gut das Raumschiff als ruhend betrachten, und dann hat das Projektil nur v.y.P·|1.y›. Dass diese Betrachtung ebenso gültig ist, besagt Galileis Relativitätsprinzip.
Meiner Meinung nach würden sich diese Kräfte behindern.
Welche Kräfte? Die einzige Kraft, die ich hier wirken sehe, ist die beim Abschuss. Genau genommen hat die eine Gegenkraft, die auch das Raumschiff seitwärts beschleunigt, die ich mir aber als vernachlässigbar denke, weil das Projektil etliche Zehnerpotenzen leichter sei sollte als das Raumschiff. Die Geschwindigkeiten überlagern sich.
Ein bisschen komplizierter wird dies nur, wenn man mindestens eine der Geschwindigkeiten nicht mehr gegen die Vakuumlichtgeschwindigkeit c vernachlässigen kann. Das Relativitätsprinzip gilt dann aber immer noch, worauf übrigens Einsteins Relativitätstheorie beruht.
zwei gleichzeitige Richtungsbewegungen ergeben eine neue Richtungsbewegung, d.h.: doch das Objekt fliegt nach vorne und nach links. Gleichzeitig gilt das Trägheitsprinzip. Der Gegenstand fliegt also mit der selben Geschwindigkeit wie das Raumschiff (da kein Widerstand da ist) in einem, wenn ich mit nicht irre, 45 Gradwinkel von dem Raumschiff weg. Allerdings bin ich kein Physiker und argumentiere auf Schulniveau. Sorgen würde ich mir aber eher darum machen, dass ich bei dem Versuch etwas aus der raumschiff zu werfen nicht drauf geheXD
45 Grad sind es nur dann, wenn der Gegenstand genauso schnell geworfen wird wie das Raumschiff schnell ist.