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amiga-news.de Forum > Get a Life > NASA will wieder auf den Mond, eve. auch Mars! [ - Search - New posts - Register - Login - ]

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2004-02-06, 14:54 h

Mad_Dog
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User
Zitat:
Original von dandy:

Müsste denn das Objekt, wenn es auf der höheren Bahn beim Bremsen die Bahngeschwindigkeit der niedrigeren Bahn "passiert", nicht in diesem Moment auch wieder auf diese zurückfallen?
Nein - geht ja eigentlich nicht - da, wenn man eine für eine Umlaufbahn zu hohe Geschwindigkeit hat, man ja noch weiter aufsteigt.


Nein und nochmals nein!

Du hast doch jetzt eingesehen, daß die Gravitation nach oben hin abnimmt. Wenn Du, nachdem Du die höhere Bahn erreicht hast, abgebremst hast, ist logischerweise Deine "Filehkraft" auch geringer. Gleichzeitig ist aber auf Deiner neuen Höhe die Gravitation geringer. Also heben sich die Kräfte (wenn Du alles richtig gemacht hast) gegenseitig auf. Du behälst nach dem Impulserhaltungssatz Deinen derzeitigen Bewegungszustand bei.




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2004-02-06, 15:21 h

dandy
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Zitat:
Original von Mad_Dog:
...
Als Beispiel kannst Du auch mal die von mir angesprochene Sache mit dem Looping durchrechnen. Das Fahrzeug bleibt ja im Scheitelpunkt nur auf der Bahn, weil die "Fliehkraft" (welche in Wirklichkeit Massenträgheit ist) größer wie die Erdbeschleunigung (9.81 m/s) ist.
Und je schneller das Fahrzeug in den Looping fährt, desto mehr wird es im Scheitelpunkt angepresst. Jetzt stell Dir mal vor, das Fahrzeug fährt zu langsam in den Looping. Was passiert? Die "Fliehkraft" ist schwächer als die Gravitation und das Fahrzeug schafft den Looping nicht und fällt herunter. Um dieses Beispiel zu verstehen, mußt Du die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Kräfte, die auf das Fahrzeug wirken in x- und y Komponenten (z spielt hier keine Rolle, wenn man von einer geraden Bahn ausgeht) zerlegen.

Wenn Dir das Looping-Beispiel klar geworden ist, verstehst Du vielleicht auch die Sache mit den Umlaufbahnen.
...

Das Looping - Beispiel eignet sich ganz gut, mein Verständnissproblem zu veranschaulichen:
Was passiert, wenn Du - während das Auto mit konstanter, für den alten Radius ausreichender Geschwindigkeit fährt - den Radius des Loopings vergrößern würdest?
Das Auto würde für den neuen Radius zu langsam fahren und herunterfallen.
Also hier gilt doch ganz gewiss, dass man für den größeren Radius auch die größere Geschwindigkeit braucht, denn die Gravitation bleibt ja hier bei diesem Beispiel konstant - oder etwa nicht?

Zu der Beschleunigungsgeschichte schreibe ich später nochmal was - habe im Moment nicht viel Zeit.
--
Wenn es jemandem Spaß mach, zu Marschmusik in Reih' und Glied zu marschieren, so verachte ich ihn schon.
Er hat sein Großhirn nur aus Versehen bekommen - bei ihm hätte auch schon das Rückenmark gereicht!
(Albert Einstein)

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2004-02-06, 15:46 h

Mad_Dog
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Zitat:
Original von dandy:

Das Looping - Beispiel eignet sich ganz gut, mein Verständnissproblem zu veranschaulichen:
Was passiert, wenn Du - während das Auto mit konstanter, für den alten Radius ausreichender Geschwindigkeit fährt - den Radius des Loopings vergrößern würdest?
Das Auto würde für den neuen Radius zu langsam fahren und herunterfallen.
Also hier gilt doch ganz gewiss, dass man für den größeren Radius auch die größere Geschwindigkeit braucht, denn die Gravitation bleibt ja hier bei diesem Beispiel konstant - oder etwa nicht?


Eben. Bei diesem Beispiel kannst Du näherungsweise von konstanter Gravitation ausgehen. Dies gilt allerdings nicht für einige 100km Höhe. Dort mußt Du die Abnahme der Gravitation berücksichtigen.



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2004-02-06, 18:44 h

mk
Posts: 611
[Banned user]
> dandy

Zu Deinem Beschleunigungsproblem: Ich habe Dich schon einmal darauf hingewiesen, das Du beide Energien (die kinetische UND die potentielle) in die Gesamt-Energie-Rechnung beim Beschleunigen einbeziehen musst.

Versuche mal Dir das an Hand eines Pendels klar zu machen:

Ein Pendel schwingt bei einer vorgegebenen Gesamtenergie (die je nach Bahnabschnitt jeweils kinetisch oder potentiell ist) im Tiefpunkt mit einer Geschwindigkeit v1 (bei h=0) und erreicht eine Endhöhe) h1 (bei v=0).

So und nun führen wir mal Energie zu (beschleunigen, indem wir es mal etwas in Fahrtrichtung anschubsen):

Das Pendel wird im Tiefpunkt schneller (v>v1) und erreicht auch eine höhere Endlage (h>h1). Das Pendel kann aber auf den NUN HÖHEREN Bahnabschnitten (>h1) LANGSAMER sein als vorher am Tiefpunkt oder anderen Teilabschnitten, hat aber dabei eine wesentlich höhere Energie, die bei h>h1 vor allem in der nun höheren potentiellen Energie zu finden ist.

Zu Deinen anderen (neuen) Problemen (ich zitiere Dich jetzt nur sinngemäß)

> [Bahngeschwindigkeit müsste nach Beschleunigung auch bei höherer Entfernung steigen]

- siehe obiges Beispiel mit Pendel

- In unendlicher Entfernung geht die Umlaufbahngeschwindigkeit sogar gegen 0.

> [Umlaufgeschwindigkeit wäre von Masse abhängig]

- a) Stark vereinfacht kann man sagen, das die Umlaufgeschwindigkeit eines Körpers um einen zweiten nicht von der seiner Masse abhängt, solange sie nur wesentlich kleiner ist als die Masse des Zentralkörpers.

- b) "Wissenschaftlich" exakt ist allerdings, das nicht ein Körper um den anderen kreist, sondern BEIDE kreisen um den GEMEINSAMEN Masseschwerpunkt.

Bei unsereren Sonnensystem ist allerdings die Masse selbst der größten Planetn so klein gegen den unserer Sonne, das der gemeinsame Masseschwerpunkt innerhalb der Sonne, oder bei den entfernteren "schweren" Planeten so nah an der Sonne liegt, so das man vereinfacht von a) ausgehen kann.

(Genaugenommen stimmt das auch nur bei Betrachtung von jeweils zwei einzelnen Korpern, der Sonne und einem Planeten, ansonsten musst Du den gemeinsamen Masseschwerpunkt Aller ermitteln, den dann alle umkreisen. Und dann kommt noch dazu, daß sich die Lage des Schwerpunktes ständig veraändert, weil sich die Position der Planeten ja auch ständig verändert.)

Bei Doppelsternsystemen (mit vergleichbaren Massen beider Sterne) sieht man allerdings deutlich, das beide einen Punkt zwischen beiden umkreisen (den gemeinsamen Masseschwerpunkt).

Das ganze lässt sich übrigens auch recht gut veranschaulichen: Nimm zwei etwa gleich schwere Gegenstände (Bowlingkugeln), und verbinde diese mit einem Strick. Du kannst die Beiden um die Mitte der Beiden rotieren lassen.

Als anderes Extrem tausche die eine Kugel gegen eine Erbse aus.
Kontrollfragen: ;) Wer wird dann wen umkreisen? Wo liegt der gemeinsame Masseschwerpunkt?

Übrigens, was gibt es eigentlich für ein Honorar für erteilte Nachhilfestunden (so etwa 5./6. Klasse) in Astronomie und Physik? ;)

--
so long Mario

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2004-02-06, 20:23 h

Mad_Dog
Posts: 1944
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Zitat:
Original von dandy:

Müsste denn das Objekt, wenn es auf der höheren Bahn beim Bremsen die Bahngeschwindigkeit der niedrigeren Bahn "passiert", nicht in diesem Moment auch wieder auf diese zurückfallen?
Nein - geht ja eigentlich nicht - da, wenn man eine für eine Umlaufbahn zu hohe Geschwindigkeit hat, man ja noch weiter aufsteigt.


Hier hast Du Dir die Antwort eigentlich schon selbst gegeben. Was man auch noch erwähnen sollte ist, daß die Gravitation - auch wenn sie mit steigender Entfernung im Verhältnis 1/r^2 abnimmt, dieses Entfleuchen abbremst.

Aber zusammengefasst gibt's nur 3 Fälle:

1. Du bist zu langsam -> Du stürzt ab.
2. Du bist zu schnell -> Du entfleuchst
3. Du hast genau die richtige Geschwindigkeit -> Kräfte heben sich gegenseitig auf. Du bleibst in der Umlaufbahn.

Das gilt aber nur für perfekte Kreisbahnen. Für Ellipsen wird's komplizierter, weil Du da nicht in jedem Bahnabschnitt die selbe Geschwindigkeit hast und die Gravitation in der Nähe des zu umkreisenden Objekts stärker ist (Beispiel: Bahn von Kometen).

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2004-02-06, 20:38 h

dandy
Posts: 2553
User
Zitat:
Original von Mad_Dog:

Jetzt verstehe ich, wo Dein Problem liegt.

Dein Problem liegt im Verständnis des Begriffs "beschleunigen".
"Beschleunigen" bedeutet ja nicht automatisch, daß Du "in Fahrtrichtung" beschleunigst. Du kannst ja z.B. auch nach oben beschleunigen.

*DAS* ist schon klar. Bin aber in der Tat - auch Aufgrund der Informationen, die ich in der Kürze der mir zur Verfügung stehenden Zeit im Internet gefunden habe - davon ausgegangen, daß die Beschleunigung in tangentialer Richtung erfolgt.
Zitat:
Original von Mad_Dog:
Z.B. bei einem Lift beschleunigst Du ja senkrecht nach oben, aber nicht zur Seite.

...wenn man mal die Erddrehung außer acht lässt (ich weiß, ich bin ein alter Erbsenzähler... :D ).
Zitat:
Original von Mad_Dog:
Wenn also ein Raumfahrzeug eine höhere Umlaufbahn erreichen will, beschleunigt es "nach oben". In der Praxis wird aber wahrscheinlich nicht senkreckt zum Erdboden beschleunigt,

*Dieses* Bild hilft mir aber, das Dilemma, in dem ich hier verständnissmässig zu stecken scheine, besser zu verstehen.

Wenn ich mich also in radialer Richtung aus einer Kreisbahn heraus von einem Zentrum wegbewege(beschleunige), dann kann ich mir Aufgrund der schwächeren Gravitation umso mehr Zeit nehmen , "um das Gravitationszentrum herumzufallen", weil's wegen der schwächeren Anziehungskraft halt nicht mehr so pressiert.

Dann kann ich mir auch gleich noch wegen des längeren Weges noch ein wenig mehr Zeit dafür nehmen.

Ich glaube, jetzt macht mir das Sinn.

Warum habt Ihr das nicht gleich *so* rübergebracht (irgendwer *muss* ja schuld sein ;) :D :O )?

Könnt ihr ja nicht wissen:
Es ist schon fast ein viertel Jahrhundert her, dass ich den Stoff im Studium hatte.

Meine Unterlagen, Bücher und Tabellen liegen knapp 100 km von hier zu Hause, wo ich aber nur jedes zweite Wochenende bin.

Bin/war also hauptsächlich auf mein Gedächtniss, sowie die Aufgrund der knappen Zeit wenigen Informationen aus dem Web angewiesen.

Und nach fast 25 Jahren ist es eigentlich schon fast normal, daß die Erinnerungen - ich sage mal - etwas "unscharf" werden können.

Nur so am Rande...
Zitat:
Original von Mad_Dog:
...sondern auf einer Parabelbahn.

...in tangentialer Richtung, die in einer Parabelbahn resultiert.
Ich weiss - ich bin ein Erbsenzähler!
:D
Aber diese (nicht persönlich nehmen) unpräzise Ausdrucksweise führt mich schonmal hier und da unnötigerweise vorübergehend in die Irre.
:dance3:
Mir hat man schon auf den Gymnasium eingebleut, daß eine möglichst präzise Ausdrucksweise das A und O ist, wenn man derart komplexe Vorgänge beschreiben will und nicht missverstanden werden *will*.
Zitat:
Original von Mad_Dog:
... Da aber die Gravitation abnimmt, je weiter Du Dich von der Quelle entfernst, würdest Du, wenn Du nicht wieder bremsen würdest immer weiter wegfliegen, da die Gegenkraft (d.h. die Gravitation) dann schwächer ist, wie die Kraft, die Dich nach "oben" steigen läßt.

Wenn Du nen PC hast, dann siehe dazu hier:

http://satgeo.zum.de/infoschul/information/Erdkunde/newtsat/programm.htm



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2004-02-06, 21:02 h

Mad_Dog
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Zitat:
Original von dandy:

Wenn ich mich also in radialer Richtung aus einer Kreisbahn heraus von einem Zentrum wegbewege(beschleunige), dann kann ich mir Aufgrund der schwächeren Gravitation umso mehr Zeit nehmen , "um das Gravitationszentrum herumzufallen", weil's wegen der schwächeren Anziehungskraft halt nicht mehr so pressiert.


Nicht ganz. Wenn Du nach oben beschleunigst, dann hast Du in tangentialer Richtung ja immernoch die selbe Geschwindigkeit, wie auf der niedrigeren Bahn (Impulserhaltung). Für die neue, höhere Bahn ist die aber zu hoch.

Um auf eine höhere Umlaufbahn zu kommen, könntest Du im Prinzip auch tangential in Fahrtrichtung beschleunigen und Dich so spiralförmig (bei jedem Umlauf ein Stückchen höher) nach oben bewegen.

Zitat:
Wenn Du nen PC hast, dann siehe dazu hier:

http://satgeo.zum.de/infoschul/information/Erdkunde/newtsat/programm.htm


Ich hab vor langer Zeit mal ein Basic-Programm aus einem Physikbuch (samt Grafik) mittels AMOS Pro (Basic) auf den Amiga portiert.
Allerdings ist es immernoch so grottenschlecht (wenn auch physikalisch korrekt) wie das original, deshalb möchte ich es Niemanden zumuten. ;)

--

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2004-02-06, 22:47 h

dandy
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Zitat:
Original von Mad_Dog:
Zitat:
Original von dandy:

Wenn ich mich also in radialer Richtung aus einer Kreisbahn heraus von einem Zentrum wegbewege(beschleunige), dann kann ich mir Aufgrund der schwächeren Gravitation umso mehr Zeit nehmen , "um das Gravitationszentrum herumzufallen", weil's wegen der schwächeren Anziehungskraft halt nicht mehr so pressiert.


Nicht ganz. Wenn Du nach oben beschleunigst, dann hast Du in tangentialer Richtung ja immernoch die selbe Geschwindigkeit, wie auf der niedrigeren Bahn (Impulserhaltung). Für die neue, höhere Bahn ist die aber zu hoch.

Das meinte ich doch damit:
"...dann kann ich mir Aufgrund der schwächeren Gravitation umso mehr Zeit nehmen (= es *langsamer* angehen lassen), "um das Gravitationszentrum herumzufallen""


Um auf eine höhere Umlaufbahn zu kommen, könntest Du im Prinzip auch tangential in Fahrtrichtung beschleunigen und Dich so spiralförmig (bei jedem Umlauf ein Stückchen höher) nach oben bewegen.

Zitat:
Wenn Du nen PC hast, dann siehe dazu hier:

http://satgeo.zum.de/infoschul/information/Erdkunde/newtsat/programm.htm


Ich hab vor langer Zeit mal ein Basic-Programm aus einem Physikbuch (samt Grafik) mittels AMOS Pro (Basic) auf den Amiga portiert.
Allerdings ist es immernoch so grottenschlecht (wenn auch physikalisch korrekt) wie das original, deshalb möchte ich es Niemanden zumuten. ;)

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[/quote]
Wenns auf dem Amiga *allein*, d.h. ohne irgendwelche Zusätze von z.B. Amos (hab ich nicht) läuft und Du es noch hast, würde es mich schon interessieren.
Besser schlecht, aber korrekt, als gar nichts!

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2004-02-07, 09:46 h

Mad_Dog
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Zitat:
Original von dandy:

Wenns auf dem Amiga *allein*, d.h. ohne irgendwelche Zusätze von z.B. Amos (hab ich nicht) läuft und Du es noch hast, würde es mich schon interessieren.
Besser schlecht, aber korrekt, als gar nichts!


O.K. Hier kommt das Programm:

http://w3studi.informatik.uni-stuttgart.de/~walternn/AMOS_Physik.lha



Dies ist ein Port eines Basic-Programms aus einem Physikbuch. Der ursprüngliche Code war für einen VC20 vorgesehen. Ich habe nur die Grafik und Textausgaben an AMOS angepasst. Der Rest ist Elementar-Basic.

Das Programm öffnet einen Pal-Screen und läßt sich leider nicht umlenken. Zu Beginn wird man zur Eingabe der Daten aufgefordert:

Geschwindigkeit: in Meter pro Sekunde
Winkel: Abschußwinkel in Grad
Höhe: Die Höhe über dem Erdboden in Meter
Zeitschritt: Schrittweite
Massstab: Der gewünschte Massstab für die Grafik

Das Programm erkennt keine Fehlerhaften Eingaben. Deshalb kann es sein, daß wenn Ihr Mist eingebt, sich das Programm beendet.

Das Programm kann nur mit der Tastenkombination Ctrl C abgebrochen werden. Ansonsten läuft es in einer Endlosschleife.

Der Sourcecode ist sowohl als AMOS, als auch als Asci-Text beigefügt.

Typische Eingaben sind:

Geschwindigkeit: 7900
Winkel: 90
Höhe: 300000
Zeitschritt: 5
Massstab: 50000

Die Ausgabe bei diesen Werten sieht dann so aus:

Bild: http://w3studi.informatik.uni-stuttgart.de/~walternn/Screenshot_1.png



Für Umlaufbahnen, die weiter in's All hinausreichen sollte man einen kleineren Massstab (z.B. 100000) wählen.

Ach ja: Der rote Kreis symbolisiert die Erde. Die weiße Kurve ist die Bahn des Satelliten.

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[ Dieser Beitrag wurde von Mad_Dog am 07.02.2004 editiert. ]

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