Der Trabanteneffekt

[seeadler]

ok, Münek und Pluto, dies leuchtet ein. Also wird in diesem Fall wie auch beim Hammerwerfer die an dem Seil hängende Masse durch die Fliehkraft der sich bewegenden Masse hinterher gezogen. Es spielt dabei keine Rolle, ob der Impuls für jene Fliehkraft dabei eigentlich von der Masse m1 ausgeht, also auf die Masse m2 übertragen wird, und sich aber das Bild in diesem Moment grundsätzlich umkehrt, wenn m2 aufgrund der nunmehr auf sie einwirkenden Kraft dann als Zugkraft fungiert, und so wie das Flugzeug oder der Hubschrauber den Wasserbehälter hinter sich herzieht, zieht nun auch die Masse m2 den Hammerwerfer hinter sich her.

Denn angenommen, das Flugzeug oder der Hubschrauber würde spontan seine Geschwindigkeit drosseln, so würde aber die am Seil hängende Masse aufgrund seiner Trägheit jene Masse des Hubschraubers oder Flugzeuges überholen und hinter sich her ziehen.

Beim Hammerwerfer bedeutet dies zwanglsäufig, dass der Hammerwerfer von seiner von ihm weggeworfenen Masse hinterher gezogen wird. Da sich hier aber ständig die Flugbahn ändert im Zuge der Rotation kommt es nicht wirklich dazu - aber die von der rotierenden Masse auf die antreibende Kraft ausgehende Zugkraft ist trotzdem existent. Und wie ich schon sagte haben wir es dabei dann mit zwei Kraftvektoren zu tun, eine zwischen der Erde und den rotierenden Körper, und eine zwischen dem rotierenden Körper und dem, der den rotierenden Körper sowohl hält als auch antreibt. Die gleiche Geschwindigkeit, die eine Fliehkraft in Bezug zur festhaltenden Masse erzeugt, also horizontal, wirkt auch vertikal in Bezug auf die Erde ein. Nur das hierbei logischer Weise die Fliehkraft erheblich geringer ist denn v² / r1 und v² / r2 werden ausgedrückt durch den Seilabstand und dem Erdabstand (Radius).

Gruß
Seeadler

[seeadler]

Zurück zum Thema "Helikopter im Vakuum".
@seeadler
http://www.4religion.de/viewtopic.php?f ... 190#p83271

Ich glaube, ich habe dich verstanden.
Um einen einigermaßen realistischen Fall zu betrachten, nehmen wir einmal an, das Seil wäre 1m lang.
Du meinst, weil die Kugel K an der Leine durch Rotation in einen schwebenden Zustand gebracht werden kann, dass logischerweise der mit der Kugel verbundene seeadler auch einen entsprechenden Auftrieb bekäme.

Du vergisst dabei, dass von dem Zeitpunkt an, wo die Kugel den Boden nicht mehr berührt, der seeadler durch das Seil (in der Zeichnung die Komponente K der Zugkraft Z) nach unten gezogen und - stünde er auf einer Waage - diese Seeadlergewicht plus K anzeigen würde, ganz egal, wie nah die Kugel an die Horizontale herankommt. K verschwindet ja nicht einfach.

Bestehst du immer noch auf dieser deiner Aussage:

aber wie gesagt, deine Zeichnung eignet sich wunderbar zur demonstration, wie sich der Helikoptereffekt auswirkt

ebenso http://www.4religion.de/viewtopic.php?f ... 190#p83271

Wir sind mit diesem Thema weder durch noch fertig. Eigentlich hatte ich gehofft, dass dir deine eigenen Konstruktionen zeigen, worum es mir geht, weshalb ich ja schrieb, dass sie wunderbar dazu dienen können, jenen Trabanten- oder Helicoptereffekt zu erklären.

Der Haken ist deine nicht berücksichtige also besser gesagt ausgeschlossene Fliehkraft jenes rotierenden Körpers m2 gegenüber der Erde. Denn dein Vektor k beinhaltet ja lediglich den unveränderlichen Wert von m*g, der sowohl auf mich m1 als auch auf den rotierenden Körper m2 einwirkt und den man wie du richtig schreibst deshalb einfach (m1+m2)*g definieren kann.

Ich hatte allerdings schon zu Anfang gesagt, dass jene Rotation der Masse m2 um den Punkt s (meine Hand, Ich) je nicht nur eine Fliehkraft in Richtung von mir weg erzeugt, also entgegen der "Zentripedalkraft", sondern ebenso auch zugleich in Richtung der Erde, bzw von ihr weg gerichtet. Was sich in deiner Zeichnung lediglich ändert, ist die Fliehkraftkomponente z, also in horizontaler Richtung, während dein Vektor k unverändert bleibt.

Dazu folgende Überlegung. Selbst wenn ein Satellit um die Erde in einer perfekten Kreisbahn kreist, so bleibt auch hier der Vektor k unverändert, nämlich gleich dem Wert der irdischen Beschleunigung mal der betreffenden Masse des Satelliten also m*g. Auch hier kannst du somit dein Bild jederzeit anwenden. Und doch wird der Satellit eben nicht zur Erde fallen, sondern um ihr herum. g bzw k drückt sich hier in diesem Moment lediglich als Komponente des Dreiecks aus zwischen der tangentialen Geschwindigkeit v ----> und der relativen Geschwindigkeit g , wenn wir hier deine Zeichnung in http://www.4religion.de/viewtopic.php?f ... 120#p82972 heranziehen, bzw jenem Dreieck bestehend aus R, Rs und r, wobei r in diesem Fall nicht etwa die länge der Rotorblätter ausdrückt, die dabei nicht wirklich interessieren, sondern gleich der Geschwindigkeit v enstpricht.

Wenn du als mit r = v sind 7908 m/s ansetzt, Und die Länge des Seils respektive des Rotroblatts mit r0 = 1m ansetzt, sowie Rs mit dem Erdradius 6378500 m ansetzt. So ergeben sich zwei zunächst unabhängig voneinander zu beachtende Fliehkräfte. Nehmen wir weiter an, die Masse m2 im Punkt s hat den Wert von 1 kg und die Masse m1 in Punkt s1 bei R hat die Masse von 10 kg, so sieht die Rechnung zunächst so aus : (7908 m/s)² * 1 kg / 1m = 6,254*10^7 kg m/s² bezogen auf r; die zweite vertikale Komponente wäre demnach (7908 m/s)² * 1kg / 6378500 m = 9,8066 kg m/s².
Also haben wir hier bereits den Fall, würde sich die Masse m2 augenblicklich von der Masse m1 lösen, so würde sie wie ein Satellit auf ewig die Erde umkreisen, denn -g entspricht hier zugleich +g die Masse befindet sich demnach in einem schwerelosen schwebenden Zustand.

Ich denke, bis dahin stimmen wir doch ganz sicher überein ?!

Meine Überlegung ist nun die, dass nun jene Fliehkraft von m2 sich auch auf m1 überträgt, wobei hier die Trägheit der Masse m1 der Fliehkraft entgegen wirkt. Darum meine Rechnung m2² v² / (m1+m2) * Rs = 1kg * (7908 m/s)² / (1kg+10kg) * 6378500 m = 0,9806 kg m/s². In diesem Fall würde sich also die Erdbeschleunigung um 0,98066 m/s² auf demnach auf 8,825 m/s² reduzieren. Damit sich das System in einem schwebenden Zustand befindet, müsste nach diesem Modell die Masse m2 mit 25.000 m/s um m1 rotieren, würde folglich dadurch dann zugleich eine Zentrifugalbeschleunigung gegenüber m1 von 6,254*10^8 m/s² aufweisen... Die Strecke K würde sich in diesem fall tatsächlich erst bei einer Geschwindigkeit von 25.000 m/s der Masse m2 ändern und reduzieren. Doch wie ich schrieb, würde sich dadurch nicht der Radius Rs ändern sondern dies wirkt sich dann auf das System selbst aus (Freiheitsgrad innerhalb des Systems). Die das im Einzelnen aussieht, müsste man dann klären

Das ist das Modell, um das es mir geht, und welches ich bisher aus keinem der gegebenen Antworten wirklich "vergessen" kann.

Seeadler

[Pluto]

Wir sind mit diesem Thema weder durch noch fertig. Eigentlich hatte ich gehofft, dass dir deine eigenen Konstruktionen zeigen, worum es mir geht, weshalb ich ja schrieb, dass sie wunderbar dazu dienen können, jenen Trabanten- oder Helicoptereffekt zu erklären.

Also gut...
Dann halt noch mal!

Ich denke, bis dahin stimmen wir doch ganz sicher überein ?!

Denk ich nicht, nein.

Meine Überlegung ist nun die, dass nun jene Fliehkraft von m2 sich auch auf m1 überträgt, wobei hier die Trägheit der Masse m1 der Fliehkraft entgegen wirkt. Darum meine Rechnung m2² v² / (m1+m2) * Rs = 1kg * (7908 m/s)² / (1kg+10kg) * 6378500 m = 0,9806 kg m/s². In diesem Fall würde sich also die Erdbeschleunigung um 0,98066 m/s² auf demnach auf 8,825 m/s² reduzieren. Damit sich das System in einem schwebenden Zustand befindet, müsste nach diesem Modell die Masse m2 mit 25.000 m/s um m1 rotieren, würde folglich dadurch dann zugleich eine Zentrifugalbeschleunigung gegenüber m1 von 6,254*10^8 m/s² aufweisen... Die Strecke K würde sich in diesem fall tatsächlich erst bei einer Geschwindigkeit von 25.000 m/s der Masse m2 ändern und reduzieren. Doch wie ich schrieb, würde sich dadurch nicht der Radius Rs ändern sondern dies wirkt sich dann auf das System selbst aus (Freiheitsgrad innerhalb des Systems). Die das im Einzelnen aussieht, müsste man dann klären

Das ist das Modell, um das es mir geht, und welches ich bisher aus keinem der gegebenen Antworten wirklich "vergessen" kann.

Das Modell was du hier gerne präsentieren möchtest ist fehlerhaft.
Bei einem horizontal drehenden Rotor, wie dies beim Helikopter im Vakuum der Fall wäre, gibt es weder eine Wechselwirkung mit der Erde, noch eine Kraftkomponente SENKRECHT zur Erde.
Du behauptest dies zwar immer wieder, konntest es aber mit deinen Berechnungen bisher leider nicht überzeugend nachweisen.

[Zeus]

nach meiner unmaßgeblichen Laienmeinung spielt es keine Rolle, ob sich das Wasser im Helikopter selbst oder in einem
an einem Seil hängenden Behälter unterhalb des Hubschraubers befindet.

In beiden Fällen setzt das Gewicht des Wassers der Beschleunigung (!) des Helis denselben "Trägheits-Widerstand" entge-
gen. Fliegt der Hubschrauber dann mit gleichförmiger Geschwindigkeit weiter, fällt dieser "Beharrungs-Effekt" natürlich
weg.

Sollte bei gleichförmiger Fluggeschwindigkeit das Seil mit dem gefüllten Wasserbehälter nicht senkrecht nach unten, sondern
- wie üblich - schräg nach hinten hängen, liegt das allein am Widerstand, den die Luft dem Seil und vor allem dem größeren
Behälter entgegensetzt (Luftwiderstand).

Ich denke, die Sache ist (jetzt mal ohne den Luftwiderstand) etwas komplizierter.
Wenn Helikopter und Last sich vertikal bewegen, dann spielt es keine Rolle, ob der Wasserbehälter sich im Helikopter befindet oder am Seil hängt.

Wenn nun die Maschine eine beschleunigte Bewegung (nach vorne ) ausführt, dann wird der Wasserbehälter wegen seiner Trägheit etwas zurück bleiben und das Seil einen Winkel (schräg nach hinten) mit der Vertikalen einnehmen, der um so größer ist, je größer die Beschleunigung des Hubschraubers ist.

Sobald der Heli aufhört zu beschleunigen, wird der am Seil hängende Wasserbehälter dank der Schwerkraft, so weit es das Seil zulässt, nach unten "fallen".
Dabei verwandelt sich seine Potentielle Energie in Bewegungsenergie und das Ding wird zum Pendel!

Gruß
Zeus

[Janina]

Ich denke, bis dahin stimmen wir doch ganz sicher überein ?!

Ganz bestimmt nicht. Drehimpuls allein hat keinen Auftrieb. Null, Nada, Niente, Nix, Zero, Njet. Und solange du das Goldatom nicht verstehst, ist es sinnlos, Hubschrauber zu betrachten.

[ThomasM]

Zurück zum Thema "Helikopter im Vakuum".
@seeadler
http://www.4religion.de/viewtopic.php?f ... 190#p83271

Leider enthält die Zeichnung eine kleine Irreführung. Könnte es sein, dass dadurch die Verwirrung entsteht?

K ist die Kraft, die von der Erde aus (als flach angesehen) auf die Kugel K wirkt. Das ist eine reale, durch Gravitation entstehnde Kraft. Das ist ok.

Aber was ist z?
Intuitiv weiß man, das ist die Kraft, mit der die Kugel an dem Arm von Seeadler hängt, das, was man "in den Muskeln spürt".
Aber im Gegensatz zu K ist z keine reale Kraft, weil es NICHT die Kugel ist, die Kraft auf Seeadler ausübt.

Es ist tatsächlich anders herum. Seeadler ist es, der die reale Kraft ausübt (er hat das Seil genommen, er hat Schwung gehölt, er hat angefangen, sich zu drehen) und zwar auf die Kugel. Wegen dem Seil ist z die Reaktionskraft (actio est reactio von Newton), aber nicht die tatsächlich ausgeübte Kraft.

Betrachten wir also nur die tatsächlich ausgeübten Kräfte, so gibt es zwei reale Kräfte.
K nach unten zeigend von der Gravitation, Sz ist die Kraft, die Seeadler auf die Kugel ausübt und die zeigt von der Kugel auf Seeadler (schräg nach oben).

Was ist die Gesamtkraft auf die Kugel? Es ist die Addition der beiden Kräfte. Und weil Sz eine Komponente nach oben hat, hebt sich die Kugel vom Erdboden und zwar je mehr, je schneller Seeadler die Kugel schleudert. Irgendwann dreht sich Seeadler so schnell, dass die Kraft K keine Rolle mehr spielt, dann dreht sich die Kugel waagerecht.

Das Ganze ist also in keiner Weise geheimnisvoll, sondern eine simple Addition der Kräfte, wobei es wichtig ist, die realen Kräfte zu betrachten und nicht die Scheinkräfte (oder Reaktionskräfte).

Gruß
Thomas

[Zeus]

Zurück zum Thema "Helikopter im Vakuum".
@seeadler
http://www.4religion.de/viewtopic.php?f ... 190#p83271

Leider enthält die Zeichnung eine kleine Irreführung. Könnte es sein, dass dadurch die Verwirrung entsteht?

K ist die Kraft, die von der Erde aus (als flach angesehen) auf die Kugel K wirkt. Das ist eine reale, durch Gravitation entstehnde Kraft. Das ist ok.

Aber was ist z?

Ganz einfach, Z ist die Vektorsumme oder von K↓ und ←F.
Ich dachte, das wäre aus der Zeichnung klar ersichtlich, werter Herr Physiker.

[Pluto]

K ist die Kraft, die von der Erde aus (als flach angesehen) auf die Kugel K wirkt. Das ist eine reale, durch Gravitation entstehnde Kraft. Das ist ok.

Aber was ist z?
Intuitiv weiß man, das ist die Kraft, mit der die Kugel an dem Arm von Seeadler hängt, das, was man "in den Muskeln spürt".
Aber im Gegensatz zu K ist z keine reale Kraft, weil es NICHT die Kugel ist, die Kraft auf Seeadler ausübt.

Umgekehrt wird ein Schun draus, lieber Thomas.
"-Z" (bitte Minuszeichen beachten) ist die Kraft die Seeadler ausüben muss, um die Kugel um sich zu schwingen. Auch bekannt als Zentripetalkraft.

[Zeus]

K ist die Kraft, die von der Erde aus (als flach angesehen) auf die Kugel K wirkt. Das ist eine reale, durch Gravitation entstehnde Kraft. Das ist ok.

Aber was ist z?
Intuitiv weiß man, das ist die Kraft, mit der die Kugel an dem Arm von Seeadler hängt, das, was man "in den Muskeln spürt".
Aber im Gegensatz zu K ist z keine reale Kraft, weil es NICHT die Kugel ist, die Kraft auf Seeadler ausübt.

Umgekehrt wird ein Schun draus, lieber Thomas.
"-Z" (bitte Minuszeichen beachten) ist die Kraft die Seeadler ausüben muss, um die Kugel um sich zu schwingen.

OK

Auch bekannt als Zentripetalkraft.

Nicht ganz, des seeadlers Arme werden etwas mehr belastet.
F ist die Fliefkraft, (-F wäre dann die Zentripetalkraft).
Am Arm (siehst du sein Ärmchen in der Zeichnung?) vom seeadler zieht Z, also die Vektorsumme von Fliehkraft F und Gewicht K.
Alle Klarheiten beseitigt?

[Pluto]

Auch bekannt als Zentripetalkraft.

Nicht ganz, des seeadlers Arme werden etwas mehr belastet.
F ist die Fliefkraft, -F wäre dann die Zentripetalkraft.
Am Arm (siehst du sein Ärmchen in der Zeichnung?) vom seeadler zieht Z, also die Vektorsumme von Fliehkraft F und Gewicht K.
Alle Klarheiten beseitigt?

Ja. Ich denke schon.

Nun warten wir ale auf seeadlers Replik.