Wie viel Energie benötigt man, um einen Menschen auf 25% der Lichtgeschwindigkeit zu bringen?

Ich mache eine Präsentation und möchte gerne einen Vergleich bringen, warum die Kernfusion ein wichtiger Energieträger für uns ist, da dieser viel Energie bringen könnte.

Answer 1

[michiwien22]

Mit der kinetischen Energie für m=80kg komme ich auf

$W_{kin}\ =\ 2.36\ \cdot10^{17}\ J$

Das entspricht dem Brennwert der Benzinmenge eines Würfels von etwa 200m Kantenlänge (8 Milliarden Liter).

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Studium technische Physik, promoviert in Festkörperphysik

Comments

[michiwien22]

Entspricht ca 150 Tonnen angereichtem Uran, wenn man davon ausgeht, dass 20 Tonnen etwa 8 Milliarden kWh produzieren können.

Answer 2

[diderot2019]

Das hängt stark davon ab, wie fest er sich wehrt.

Answer 3

[arhimedes]

Die gesuchte Energie:

$E=mc^2\left(\gamma-1\right)$

$\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}}=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{1}{16}}}=\frac{4}{\sqrt{15}}=1,03279...\ \ ;\ \ \ \ \ \ \ \ \gamma-1=0,03279$

Bitte rechne es aus, als Übung!

Herzliche Grüße, 😃
arhimedes

Answer 4

[SlowPhil]

Hallo DaveGaming,

in jedem Fall brachen wir einen Bezugspunkt O. Geschwindigkeit (engl.: velocity) ist eigentlich die zeitliche Änderungsrate des Ortes, v›=ds›/dt relativ zu O. Ihr Betrag v heißt auf engl. speed, was man gut mit Tempo übersetzen kann.

Ein Körper der Masse m, der sich relativ zu O mit v› bewegt, hat die Energie

$(1)\quad mc^2\gamma:=\frac{mc^2}{\sqrt{1-(\frac{v}{c})^2}},$

wobei mc² die Ruheenergie ist. Masse ist ja gleichsam kondensierte Energie. Die kinetische Energie allein ist also mc²(γ–1).

Mit (1) kannst Du nicht unbedingt die Energie ausrechnen, die Du aufwenden musst, um einen Körper auf v=¼c zu bringen, denn die ist meistens größer, vor allem, wenn der Körper durch Rückstoß beschleunigt (die meiste Energie geht zumindest anfangs in das zurückgestoßene Material), aber die kinetische Energie schon. Setzt Du v/c=¼ ein, bekommst Du

$(2)\quadγ=\sqrt{1+\frac{1}{15}}\approx1+\frac{1}{30}.$

Das ist natürlich ein klein wenig zu viel, aber der Fehler hält sich in Grenzen. die kinetische Energie ist also etwas weniger als mc²/30. Nun ist

$(3)\quad c^2\approx9\times10^{16}\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg}}=2,5\times10^{10}\frac{\mathrm{kWh}}{\mathrm{kg}}\approx21\frac{MT}{\mathrm{kg}},$

wobei MT für Megatonnen TNT-Äquivalent steht. Bei einem Körper mit 80kg wäre die kinetische Energie also ca. 56MT, das ist etwa das, was beim Test der Zar-Bombe vom 30.10.1961 freigesetzt wurde.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung

Comments

[HeyMB]

Menschen wie dich respektiere ich total! Wow...

Answer 5

[TomRichter]

Halte ich für keinen guten Vergleich - üblicherweise sollen Vergleiche etwas anschaulicher machen.

Du solltest solche Fehler vermeiden wie:
ein wichtiger Energieträger für uns ist, da dieser viel Energie bringen könnte.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung