Wird sich ein rotierendes Objekt, das sich entlang einer linearen Bahn bewegt, für immer im Raum drehen?

Angenommen, Ingenieure bauen ein zylinderförmiges Raumschiff, das sich dreht, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen:

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 /<-b \             \
/      \             \  -----> a
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 \_b->/_____________/

Das Raumschiff benutzt eine Rakete, um durch den Weltraum in Richtung zu reisen a. Kleinere Düsen sorgen dafür, dass sich das Raumschiff in die durch gekennzeichnete Richtung dreht b.

  • Wenn das Raumschiff in einer geraden Linie reisen möchte, ohne anzuhalten, müssten die Astronauten dann häufig die kleineren Düsen einschalten, damit sich das Raumschiff mit der richtigen Geschwindigkeit dreht, oder würde sich das Raumschiff für immer mit der gleichen Geschwindigkeit drehen?
  • Wenn das Raumschiff ständig gegen den Uhrzeigersinn gedreht würde, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen, würde diese Drehung dazu führen, dass das Raumschiff vom Kurs abdriftet?

Antworten (2)

Hier gibt es zwei Konzepte, die möglicherweise miteinander vermischt werden, nämlich die Erhaltung des linearen Impulses und die Erhaltung des Drehimpulses .

Die Newtonschen Gesetze besagen, dass ein Objekt in Bewegung sagen wird, es sei denn, es wird von einer äußeren Kraft darauf eingewirkt. Wenn also interstellare Reibung kein Problem darstellt, bewegt sich das Raumschiff für immer linear in dieselbe Richtung (wobei die Anziehungskraft der Schwerkraft auf andere Körper vernachlässigt wird usw.).

Gleiches gilt für Drehbewegungen. Ein rotierendes Objekt dreht sich weiter, wenn es nicht mit einem externen Drehmoment beaufschlagt wird. Also noch einmal, wenn die interstellare Reibung kein Problem darstellt, wird sich das Raumschiff für immer weiter drehen.

Um es noch einmal zu betonen, diese beiden Dinge sind unabhängig – das eine beeinflusst das andere nicht.

Hier sollte ein Hinweis gemacht werden. Ein Körper neigt dazu, stabile Rotationen um die minimale und maximale Rotationsträgheitsrichtung und eine instabile Rotation um die Zwischenachse zu haben. Ein unglückliches Design (hust: explorer-1 ) würde dazu führen, dass das Objekt die Drehachse für immer ändert. Nicht angenehm für die Passagiere.

Wenn kein Drehmoment auf das Schiff wirkt, würde seine Rotationsgeschwindigkeit konstant bleiben. Die Drehung des Schiffes hat keinen Einfluss auf seinen Kurs.

Wird sich ein rotierendes Objekt, das sich entlang einer linearen Bahn bewegt, für immer im Raum drehen?
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