Werde ich in der Lage sein, ein kleines Objekt im Weltraum vor mich hin zu schieben?

Stellen Sie sich vor, ich stehe auf der Erde und stoße einen Tennisball von mir weg. Der Ball bewegt sich. Wenn es sehr schwer ist, werde ich anstelle des Balls zurückziehen. Stellen Sie sich nun das gleiche Szenario im Weltraum vor, wo sowohl der Ball als auch ich ohne einen dritten Körper hängen, der uns die Schwerkraft stützt/behauptet. Was passiert in diesem Fall? Wird sich der Ball bewegen oder mich rückwärts bewegen, obwohl ich sehr klein bin? Oder entfernen wir uns beide gleichermaßen voneinander? Wie genau kommt hier Trägheit ins Bild?

Sie haben die Antwort bereits. Sie bewegen sich leicht zurück, während sich der Ball nach vorne bewegt. Denken Sie an die Erhaltung des linearen Impulses.
Sie und der Ball zusammen haben einen Massenmittelpunkt. Wenn Sie den Ball wegschieben, bewegen Sie sich auch weg, mit einer Geschwindigkeit, die den Schwerpunkt an der gleichen Stelle hält.
Was passiert dann, wenn ich mich in einem sich vorwärts bewegenden Raumschiff befinde, ich in dem Raum darin schwebe und ich beginne, sein hinteres Ende von innen zu drücken? wird es etwas langsamer? Wenn nicht, wie unterscheidet sich dieser Fall vom vorherigen?
Nehmen Sie zunächst eine kugelförmige Person mit einer gleichmäßigen Verteilung von (ugghhh!!!!!) an :-)
Und jetzt fragen Sie, kann ich es rotieren lassen?!
Wenn Sie das hintere Ende eines Raumschiffs von innen drücken, bewegen Sie es leicht nach hinten, aber Sie bewegen sich auch viel schneller vorwärts (da Ihre Masse viel geringer ist als die des Raumschiffs). Irgendwann triffst du im Raumschiff auf die gegenüberliegende Wand. Das schiebt es in die entgegengesetzte Richtung und hebt den Schub auf, den Sie ihm zuvor gegeben haben.

Antworten (2)

Wenn Sie auf den Ball drücken, drückt er für die gleiche Zeit mit genau der gleichen Kraft auf Sie zurück. Sie erleben also beide immer den gleichen Impuls . Die Geschwindigkeit, die einem Objekt durch einen bestimmten Impuls verliehen wird, ist jedoch umgekehrt proportional zu seiner Masse. Sowohl Sie als auch der Tennisball werden sich vom Kontaktpunkt entfernen, aber der Tennisball viel schneller als Sie.

Nehmen wir zum Beispiel an, Sie und Ihr Raumanzug wiegen 100 kg und der Tennisball 200 g. Der Tennisball wird sich am Ende 500-mal schneller von Ihrer ursprünglichen kombinierten Ruheposition wegbewegen als Sie, aber Sie werden sich immer beide bewegen.

Eine andere Betrachtungsweise ist, dass der Gesamtimpuls immer erhalten bleibt. Angenommen, Sie haben beide damit begonnen, zusammen zu schweben, und wir beobachten in demselben Trägheitsbezugssystem, muss der kombinierte Impuls von Ihnen und dem Ball immer 0 bleiben, es sei denn, eine äußere Kraft wirkt auf einen von Ihnen ein. Da Sie den Ball herumschieben, sind alle inneren Kräfte, Ihr Impuls plus der des Balls müssen sich immer zu Null summieren. Wenn sich der Ball in eine Richtung bewegt, müssen Sie sich in die andere Richtung bewegen, aber aufgrund Ihrer höheren Masse mit einer geringeren Geschwindigkeit.

So funktionieren Raketentriebwerke. Sie werfen das Zeug sehr, sehr schnell nach hinten, um ihm so viel Schwung wie möglich zu geben, was der Rakete den gleichen Schwung verleiht, aber in die andere Richtung geht. Der Massenmittelpunkt der Rakete und all ihrer Abgase bleibt am selben Ort.

"Stellen Sie sich eine kugelförmige Kuh im Vakuum vor ..."

Newtons Drittes Gesetz erklärt die Frage.

In Bezug auf die Weiterverfolgung im Kommentar wird die Flugbahn Ihres Raumschiffs aus demselben Grund nicht geändert. Sie können nicht gegen die Rückwand drücken, ohne auf etwas anderes zu reagieren, und dieses andere ist Teil desselben Festkörpers (oder wird es sein, wenn es auf die Vorderwand trifft). Summe aller Kräfte: Null.

In beiden Fällen bleiben die Nettokräfte am selben Ort – dem Schwerpunkt des Systems.

Werde ich in der Lage sein, ein kleines Objekt im Weltraum vor mich hin zu schieben?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v