Fragen zu 3 Aufgaben

[airball2]

Wie ist die Lösung dieser Aufgaben?

“Ein Astronaut hält einen Hammer in der Hand und kreist im Erdorbit. Was passiert, wenn er den Hammer loslässt?“

“Ein Raumschiff im Marsorbit mit einer Geschwindigkeit von 30m/s will eine Sonde absetzen. Wie muss diese abgesetzt werden, dass sie senkrecht auf der Marsoberfläche auftrifft?“

“Ein Haus A verhält sich größenmäßig zu seinem Modell A’ im Verhältnis 1:2. In welchem Verhältnis verhalten sich die Drücke der beiden Häuser auf den Boden zueinander?“

http://portal.attc.de/modules.php?name=News&file=article&sid=2375

[damarges]

1.) Der Hammer kann keine Energie aufbringen um gegen die Erdanziehungskraft anzukommen! Er kann keine Zentripetalkraft aufbauen! Er sinkt und schlägt irgendwann auf die Erde auf.

2.) Entweder mit 0m/s hinten ausm Raumschiff raus oder mit 30m/s in die entgegengesetzt Raumschiffflugrichtung. Bin gerade noch am Ãœberlegen! Denke aber eher Zweiteres.

3.) Das Haus ist doppelt so schwer, hat aber auch eine doppelt so große Grundfläche. Der Druck auf den Boden dürfte sich nicht verändern.

[Captain Michael]

2) nur wenn er mit 30m/s nach hinten auslegt ist der auftreffwinkel exakt 90°, da sonst immer eine horizontale geschwindigkeitskomponente vorhanden ist, die gegen den 90°winkel nur konvergieren kann, ihn aber nie erreicht. Bei 30m/s nach hinten ruht er praktisch und wird direkt in richtung mittelpunkt beschleunigt.

[damarges]

[Captain Michael]

wenn man das in die fragestellung natürlich noch mitinterpretiert, also eine mögliche, relativ planetendrehung (also nicht geostationär), muss man relaitvgeschwindigkeit raumfähre planet minus 30m/s rechnen.

übrigens zu 1)
es passiert gar nix, der hammer ist treuer wegbegleiter unseres astronauten. eigentlich ist die gravitation bei großer masse erde gegen so kleiner masse hammer oder astronaut nahezu gleich. auch die zentripetalkraft ändert sich bei so kleinem massenunterschied bei solchen entfernungen nicht.
aber selbst wenn man es in betracht ziehn will, wird die konstante umlaufbahn nicht von der masse des umlaufobjekts bestimmt, die kürzen sich nämlich in der gleichung Gravitation=Zentripetalkraft raus.

wenn die masse kleiner ist (also man den hammer als eigenes system betrachtet), wird zwar auch die zentripetalkraft kleiner, da aber auch die wirkende schwerkraft kleiner wird fällt der hammer nicht in die erde. und wenn der astronaut den hammer vorher hält, haben beide auch die gleiche geschwindigkeit.
nur wenn der hammer geworfen wird, ändert sich nach dem impulsgesetz die geschwindigkeit beider objekte und dadurch landen die beiden (eher sehr viel später als früher) je nachdem im all bzw auf der erde, da sie ihre nötige orbitgeschwindigkeit bei der aktuellen höhe verlieren.

[airball2]

Können wir mal festhalten:


Hammer und Astronaut haben dieselbe Geschwindigkeit.

Wenn der Hammer losgelassen wird, hat er immer noch dieselbe Geschwindigkeit, allerdings eine kleinere Masse, denn die Gesamtmasse vorher war ja = Astronaut + Hammer.

Jetzt ist also nur noch der Hammer da, mit einer für seine Masse zu hohe Umlaufgeschwindigkeit, ergo fliegt er ins All.

[damarges]

Der Hammer hatte zuvor wie auch hinterher immer die gleiche Masse! Er wurde nur durch den Astronauten festgehalten. Meiner Meinung nach passiert mit dem Hammer gar nichts! Er wird wohl weiter um den Planeten kreisen, wie ein Astronaut eben!

Schau dir Fernsehaufnahmen aus Raumschiffen an! Spielen die mit Wasser fliegts auch nicht nach unten hin zur Erde obwohl es schwerelos im Raum schwebt! Es schnellt auch nicht an die Decke hoch als ob es die Kreisbahn verlassen wollen würde.

[BastiH]

Also zu 3:

das Verhältnis soll ja 1:2 sein. Ich würde das jetzt aber auf die Längen beziehen, weshalb man die 4-fache Grundfläche, aber das 8-fache Volumen bekommt, welches proportional zur Masse ist.

Also würde ich antworten, dass sich der Druck verdoppelt.

Zu 1:

Auf den Astronauten in der Kreisbahn wirken ja zwei Kräfte: einmal die Gravitation: F=m*g und einmal die "Zentripetalkraft" F=(m*v^2)/r

In der Kreisbewegung sind beide Kräfte gleich groß.

Wenn der Hammer losgelassen wird, wirken die Kräfte nur noch auf die Masse des Hammers. Also verringert sich die Gravitationskraft um den gleichen Faktor, wie die Zentripetalkraft, was bedeutet, dass der Hammer auf der Kreisbahn bleibt.

Habe ich das jetzt so richtig argumentiert oder findet jemand einen Fehler?

Viele Grüße
Sebastian
_________________
367.NFF

[airball2]

Die Masse kürzt sich, wenn du die beiden Kräfte gleichsetzt, raus. Scheint also die richtige Lösung zu sein.

[damarges]

Meine Reden

[BastiH]

[damarges]

Hat ein Haus1 eine Grundfläche von 4m² und ein Haus2 steht zu Haus1 im Verhältnis 1:2 hat es eine Grundfläche von 8m². Also doppelt so schwer weil doppelt so groß (man stelle sich das Haus1 einfach doppelt vor, bzw. direkt daneben gestellt). Doppeltes Gewicht trifft aber nun auf doppelte Grundfläche! Gleicht sich also wieder aus. Druck bleibt gleich.