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THEMA: Zentrifugalkraft

Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 09:11 #16765

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Habe mir gerade wieder mal den Film Odyssee im Weltraum angeschaut. Dort wird im Raumschiff, welches zum Jupiter fliegt mittels Zentrifugalkraft eine künstliche Gravitation erzeugt- Fliehkraft.
Soweit es im Film zu erkennen ist, ist der Durchmesser der runden Segmente des Raumschiffs bei etwa 20 Meter (geschätzt). Im Film dreht sich ein Segment so etwa 1 mal in der Minute um sich selber.
Nun zur Frage: Um die gleiche Anziehungskraft wie auf der Erde zu erzeugen: Wie schnell muss sich das Raumschiff bzw die Segmente drehen?
Die Raumfahrer bewegen sich auf der Innenseite der Aussenhülle.

Ich habe ein Gehirn von der Größe eines Planeten, aber ich muss Türen öffnen!

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 10:04 #16770

Durchmesser von 20 m ?

Ein Perfektionist muss sich keine Mühe geben, er sollte sich bloß beeilen .

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Ein Perfektionist muss sich keine Mühe geben, er sollte sich bloß beeilen .

Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 10:14 #16771

V=Wurzel (9,81 m/s² * Radius in m)
V=9,90 m/s (Geschwindigkeit einer Masse am Rand (Segmentdurchmesser=20m)
n=9,46 1/min

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 13:40 #16779

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Also knapp 10 Umdrehungen pro Minute. Das ist ordentlich und da wird einem schwindlig.

Vielen Dank für die Antwort!

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 13:46 #16780

Ralf schrieb: Also knapp 10 Umdrehungen pro Minute. Das ist ordentlich und da wird einem schwindlig.!


Ja aber nur im Zentrum oder wenn man aus den Fenster sieht.:cheer: :side: :silly: :blink: :sick:
(Schwindel entsteht häufig aus widersprüchlichen Informationen von am Gleichgewichtsempfinden beteiligten Sinnesorganen wie Augen, Gleichgewichtsorganen der Innenohren sowie Muskel- und Gelenkrezeptoren.)

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 14:44 #16781

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Das heißt, dass auch die tangentiale Bewegung zum Kreis keine Auswirkungen auf das Gleichgewichtsorgan hat?
Auf der Erde ist die Umdrehungsgeschwindigkeit ca 900 m pro Sekunde (Äquator). Aber da zieht ja die Gravitation uns nach unten und natürlich haben wir keine optischen Informationen über die doch rasante Geschwindigkeit, welche unser Gehirn zum Schwindel führen könnte.
Wenn Raumfahrer trainieren, dann gibt es ja auch eine Zentrifuge, welche bis 9 g oder mehr beschleunigt. Dort schauen die Prüflinge ja auch nicht auf die rasante Umdrehung. Es geht allein um die Beschleunigung und die Auswirkung auf den Körper.
Trotz alledem, wenn die Raumfahrer mit den o.g. 10 Umdrehungen doch mal rausschauen wollen, dann haben sie ein Problem.
Und da fällt mir ein Problem ein, welches mich schon Jahre überlegen läßt: Wenn ein Mensch 100 kg wiegt und er steigt genau auf dem Äquator auf die Waage, sie zeigt 100 kg an. Dann geht er zum Nordpol: Wieviel zeigt seine Waage dort an? Natürlich hat er nicht durch Essen uns Sonstiges an Gewicht verloren oder zugenommen.

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 15:56 #16785

Die Geschwindigkeit (V<<C) selber hat keine Auswirkung, nur eine Änderung der Geschwindigkeit. (Beschleunigung).
Eine klassische Balkenwaage wird überall auf der Erdoberfläche das gleiche Ergebnis anzeigen.
Logisch den sie vergleicht nur die beiden Massen .
Das was deine Waage zu Hause misst ist eigentlich die Gewichtskraft F .
F=m*a
a=9,81m/s²
Die Fallbeschleunigung ist die Vektorsumme aus einem Gravitations- und einem Zentrifugalanteil

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 15:59 #16786

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Das heißt also, am Gewicht, welches mir die Waage anzeigt, ändert sich nichts.
Raketenstarts werden möglichst in Äquatornähe ausgeführt, warum?

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 16:09 #16788

michael111 schrieb: Eine klassische Balkenwaage wird überall auf der Erdoberfläche das gleiche Ergebnis anzeigen.
Logisch den sie vergleicht nur die beiden Massen .

Nur eine Balkenwaage wird das gleiche anzeigen!
Die Fallbeschleunigung ist nicht überall gleich auf der Kartoffel-Erde.
und am Äquator nimmt die zentrifugale Beschleunigung zu.

Ich empfehle :
de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld
de.wikipedia.org/wiki/Gravitation

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 17:01 #16790

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Die Erdbeschleunigung ist an den Polen etwas höher als am Äquator, denn die Entfernung zum Massenschwerpunkt der Erde ist dort geringer; ergo wird auch die Gewichtskraft, die auf dieselbe Masse wirkt, an den Polen etwas höher sein als am Äquator.
Edit: Außerdem, wie michael ja auch sagte, der Anteil der Zentrifugalbeschleunigung an der Fallbeschleunigung wirkt entgegengesetzt der Erdbeschleunigung und ist am Äquator am höchsten.

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 17:11 #16791

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Ralf schrieb: Das heißt also, am Gewicht, welches mir die Waage anzeigt, ändert sich nichts.
Raketenstarts werden möglichst in Äquatornähe ausgeführt, warum?


Ich vermute mal, der Grund ist, dass die Tangentialgeschwindigkeit am Äquator höher ist.
Außerdem liegt eine geostationäre Umlaufbahn, und etliche Satelliten, die da rauf geschossen werden, sollen ja geostationär sein, in der Äquatorebene.

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Zentrifugalkraft 09 Jul 2017 17:45 #16792

Ralf schrieb: Das heißt also, am Gewicht, welches mir die Waage anzeigt, ändert sich nichts.
Raketenstarts werden möglichst in Äquatornähe ausgeführt, warum?


Vom Äquator aus kann jeder Orbit mit einem Minimum an Treibstoff erreicht werden.
Bei höheren Breitengraden sind ggf Anpassungen der inclination nötig die sehr viel zusätzlichen Treibstoff benötigen.
Das ist speziell für den Start geostationärer Sateliten von Bedeutung.

Dazu kommt: bei Starts vom Äquator in Richtung Osten kann die Rotation der Erde optimal genutzt werden. Die Rakete hat dort bereits am Start eine Geschwindigkeit von rund 1600 km/h.

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