Beschleunigung in Weltall

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Beschleunigung in Weltall
« am: 26. August 2021, 08:01:06 »
Hallo,
Ich würde gerne wissen ob man im weltall wo eine geringe beschleunigung und gewichtskraft wirkt, nur mit 10 m/s² beschleunigen kann, um die selbe trägheit zu spüren? Außerdem verstehe ich nicht warum man im Freien fall schwerelos ist obwohl man beschleunigt? Vll könnt ihr ja helfen vielen Dank schon mal greetz Jan

Offline Hugo

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Re: Beschleunigung in Weltall
« Antwort #1 am: 26. August 2021, 08:32:40 »
Ich würde gerne wissen ob man im Weltall wo eine geringe Beschleunigung und Gewichts kraft wirkt, nur mit 10 m/s² beschleunigen kann, um die selbe Trägheit zu spüren? Außerdem verstehe ich nicht warum man im Freien fall schwerelos ist obwohl man beschleunigt? Vielleicht könnt ihr ja helfen vielen Dank schon mal greetz Jan

Es gilt folgende Formel: Kraft = Masse * Beschleunigung.

Dabei ist es nicht wichtig, ob die Beschleunigung eine Beschleunigung ist, weil Du Deine Geschwindigkeit erhöhst (z.B. im Weltall mit einem Raketentriebwerk) oder ob die Anziehung der Masse der Erde diese Beschleunigung bewirkt. Beschleunigung ist in diesem Fall = Beschleunigung.

Somit gilt: Wenn Du eine Masse von 80 KG hast und eine Beschleunigung von 9,81 m/s² auf Dich wirken, erzeugt Dein Körper eine Kraft von 784,8 Newton. (9,81 m/s² * 80 KG = 784,8 Newton).

Dein Beispiel 1: Hier hat Du eine Beschleunigung von 10 m/s². Deine Masse ist wieder 80 kg. Also ist die Kraft jetzt 800 Newton. (10 m/s² * 80 kg = 800 Newton)

Dein Beispiel 2: Du fällt und wirst von der Erde beschleunigt. Jetzt erlebst Du also zum einen selber eine Beschleunigung von Minus 8,91 m/s², weil Du nach unten fällst. Gleichzeitig ist aber auch das Schwerefeld der Erde vorhanden, welches mit Plus 8,91 m/s² auf Dich einwirkt. Die Formel Kraft = Masse * Beschleunigung sagt jetzt: 80 KG * (+8,91m/s² - 8,91m/s²) = 0 Newton. Du bist somit Schwerelos, weil die zwei Beschleunigungen sich gegenseitig ausglichen.

Wenn man es ganz genau nimmt, muss man bei Beispiel 2 noch weitere Bedingungen mit in die Rechnung einbeziehen. Aber das ist natürlich nur Theoretisch. Das wird nur dann wichtig, wenn man z.B. eine Rakete in echt berechnen möchte.
- Die Luftreibung: Diese erzeugt auch eine Beschleunigung.
- Die Höhe über dem Ozean: Die 9,81m/s² sind nur der Theoretische Wert für die Erde
- Die Drehung der Erde: Am Äquator ist diese anders als am Nordpol. 
- Die eigene Geschwindigkeit: Sie erzeugt auch eine Zentrifugalkraft.

Re: Beschleunigung in Weltall
« Antwort #2 am: 26. August 2021, 08:45:10 »
Also wenn ich in der Schwerelosigkeit beschleunige in einer rakete mit 10m/s², kann ich perfekt auf dem boden der Rakete spazieren weil ich mich wie auf der erde fühle?

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Offline errsu

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Re: Beschleunigung in Weltall
« Antwort #3 am: 26. August 2021, 11:09:38 »
Also wenn ich in der Schwerelosigkeit beschleunige in einer rakete mit 10m/s², kann ich perfekt auf dem boden der Rakete spazieren weil ich mich wie auf der erde fühle?

Ja, das ist exakt Einsteins Fahrstuhl-Gedankenexperiment.

https://www.scinexx.de/dossierartikel/ein-fahrstuhl-im-weltraum/

Zitat
Außerdem verstehe ich nicht warum man im Freien fall schwerelos ist obwohl man beschleunigt?

Auf der sensorischen Ebene sind das Schweregefühl und das Beschleunigungsgefühl zwei verschiedene Sachen.

Der Beschleunigungssensor befindet sich beim Menschen im Innenohr und erzeugt z.B. ein Gefühl von Fallen, wenn man nach unten beschleunigt. Das kennst Du bestimmt aus dem Fahrstuhl, wenn der plötzlich eine Strecke lang nach unten fast fällt, gibts ein komisches Gefühl in der Magengegend.

Die Schweresensoren sitzen im Stützapparat (Muskeln, Sehnen, Gelenken) und geben Dir ein Feedback über die Kräfte, die zum Beispiel aufgewendet werden müssen, um stehen zu bleiben. Oder, im Liegen, kriegst Du ein Feedback zur Druckkraft der Matratze von der Haut. Also alles Informationn über die Gegenkräfte zur Anziehungskraft der Erde. Im freien Fall gibt es diese Gegenkräfte nicht, also fühlst Du Dich superleicht ("schwerelos").

/errsu

Offline rok

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Re: Beschleunigung in Weltall
« Antwort #4 am: 26. August 2021, 17:57:53 »
Moin Jan,

ich formuliere es mal so:

Wenn du in einer Rakete bist, die mit ca. 10 m/sec^2 beschleunigt, dann gibt es keinen Unterschied (weder gefühlt noch gemessen) zu einem Aufenthalt auf der Erde, es sei denn du hast ein Fenster und kannst dadurch erkennen, ob du durch das Triebwerk oder durch die Erdanziehung zu Boden gedrückt wirst. Das gilt natürlich nur wenn keine Massen (Planeten) in der Nähe sind, die eine zusätzliche Kraft ausüben würden.

Wenn du im freien Fall bist, dann wird der Boden auf dem du dich befindest, mit genau der gleichen Beschleunigung bewegt, wie du sie selbst erfährst. Eine Waage würde also deine Gewichtskraft mit Null anzeigen.

Offline Hugo

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Re: Beschleunigung in Weltall
« Antwort #5 am: 26. August 2021, 18:24:47 »
Also wenn ich in der Schwerelosigkeit beschleunige in einer rakete mit 10m/s², kann ich perfekt auf dem boden der Rakete spazieren weil ich mich wie auf der erde fühle?
Korrekt.

Ergänzend zu den oberen Antworten gibt es einige Ähnlichkeiten zur einer alten Jahrmarktsattraktion. Es gibt eine Steilwand, in dem Motorräder und auch Autos sehr schnell im Kreis fahren. Durch die Zentripetalkräfte können die Fahrzeuge an der 90° steilen Wand fahren.

Wikipedia dazu: https://de.wikipedia.org/wiki/Steilwand_(Jahrmarkt)

Re: Beschleunigung in Weltall
« Antwort #6 am: 28. August 2021, 14:05:15 »
Hallo,
Danke für die tollen Antworten!

Wir erfahren beschleunigungskräfte aufgrund unserer trägheit. Diese wird mit f=m×a berechnet. Müsste dann nicht im weltraum wo extrem geringe trägheit herrscht, höhere Beschleunigungen möglich sein?
 F (trägheit erde)/ f (trägheit weltraum) * 1m/s² * t = v

Offline Hugo

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Re: Beschleunigung in Weltall
« Antwort #7 am: 28. August 2021, 14:33:07 »
F (trägheit erde)/ f (trägheit weltraum) * 1m/s² * t = v
Was ist das für eine Formel? Hast Du einen Namen dazu oder eine Quelle zum nachlesen?


Wir erfahren beschleunigungskräfte
Ich würde das Wort "Beschleunigungskraft" nicht verwenden. Es gibt eine Beschleunigung und es gibt eine Kraft. Oder möchtest Du beide miteinander Multiplizieren? (Beschleunigung * Kraft). Falls ja: Warum?


PS: Mich stören Rechtschreibfehler normal eher weniger. Gerade, da ich selber auch viele mache. Aber ich glaube, Deine Großschreibtaste ist defekt oder Du verwendest Sie äußerst selten.

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Offline fl67

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Re: Beschleunigung in Weltall
« Antwort #8 am: 28. August 2021, 17:55:15 »
Wir erfahren beschleunigungskräfte aufgrund unserer trägheit. Diese wird mit f=m×a berechnet. Müsste dann nicht im weltraum wo extrem geringe trägheit herrscht, höhere Beschleunigungen möglich sein?
 F (trägheit erde)/ f (trägheit weltraum) * 1m/s² * t = v

Die Trägheit einer Masse ist im Weltraum und auf der Erde gleich.  Insofern ist diese Formel Unsinn.   P-I