Können Sie Schwerelosigkeit in Satelliten und Gravity Free System beschreiben?

6 Antworten


  • Schwerelosigkeit im Orbit

    Astronauten in der Erdumlaufbahn sind aus den gleichen Gründen schwerelos wie die Fahrer eines frei fallenden Vergnügungsparks oder eines frei fallenden Aufzugs. Sie sind schwerelos, da keine äußere Kontaktkraft auf ihren Körper drückt oder zieht. In jedem Fall ist die Schwerkraft die einzige Kraft, die auf ihren Körper einwirkt. Da es sich um eine Kraft aus der Ferne handelt, kann sie nicht gefühlt werden und würde daher kein Gefühl für ihr Gewicht vermitteln. Aber mit Sicherheit wiegen die Astronauten im Orbit etwas; das heißt, es wirkt eine Schwerkraft auf ihren Körper. Tatsächlich würden die Astronauten ohne die Schwerkraft nicht in Kreisbewegungen kreisen. Es ist die Schwerkraft, die die erforderliche Zentripetalkraft liefert, um die für Kreisbewegungen charakteristische Einwärtsbeschleunigung zu ermöglichen.Die Schwerkraft ist die einzige Kraft, die auf ihren Körper einwirkt. Die Astronauten befinden sich im freien Fall. Wie der fallende Vergnügungsparkfahrer und der fallende Fahrstuhlfahrer fallen die Astronauten und ihre Umgebung allein unter dem Einfluss der Schwerkraft auf die Erde zu. Die Astronauten und ihre gesamte Umgebung - die Raumstation mit ihrem Inhalt - fallen auf die Erde zu, ohne mit ihr zu kollidieren. Ihre Tangentialgeschwindigkeit ermöglicht es ihnen, in der Orbitalbewegung zu bleiben, während die Schwerkraft sie nach innen zieht.Die Astronauten und ihre gesamte Umgebung - die Raumstation mit ihrem Inhalt - fallen auf die Erde zu, ohne mit ihr zu kollidieren. Ihre Tangentialgeschwindigkeit ermöglicht es ihnen, in der Orbitalbewegung zu bleiben, während die Schwerkraft sie nach innen zieht.Die Astronauten und ihre gesamte Umgebung - die Raumstation mit ihrem Inhalt - fallen auf die Erde zu, ohne mit ihr zu kollidieren. Ihre Tangentialgeschwindigkeit ermöglicht es ihnen, in der Orbitalbewegung zu bleiben, während die Schwerkraft sie nach innen zieht.

    Viele Studenten glauben, dass Astronauten im Orbit schwerelos sind, weil sie keine Schwerkraft erfahren. Anzunehmen, dass die Schwerelosigkeit von Astronauten in der Umlaufbahn durch die Abwesenheit der Schwerkraft verursacht wird, würde also gegen die Prinzipien der Kreisbewegung verstoßen. Wenn eine Person glaubt, dass die Schwerelosigkeit durch die Abwesenheit der Schwerkraft verursacht wird, dann fällt es ihr schwer, einen Grund dafür zu finden, warum die Astronauten überhaupt umkreisen. Tatsache ist, dass es eine Schwerkraft geben muss, damit es eine Umlaufbahn gibt.

    Auf diese Diskussion könnte man mit einem zweiten Missverständnis antworten: Die Astronauten sind schwerelos, weil die Schwerkraft im Weltraum reduziert ist. Die Argumentation lautet wie folgt: "Mit weniger Schwerkraft würden sie weniger Gewicht haben und sie würden sich daher weniger als ihr normales Gewicht fühlen." Dies ist zwar teilweise wahr, erklärt aber nicht ihr Gefühl der Schwerelosigkeit. Die Schwerkraft, die auf einen Astronauten auf der Raumstation einwirkt, ist sicherlich geringer als auf der Erdoberfläche. Aber wie viel weniger? Ist es klein genug, um eine deutliche Gewichtsreduzierung zu bewirken? Absolut nicht! Wenn die Raumstation in einer Höhe von etwa 400 km über der Erdoberfläche kreist, wird der Wert von g an diesem Ort von 9,8 m/s/s (an der Erdoberfläche) auf etwa 8,7 m/s/s reduziert.Dies würde dazu führen, dass ein Astronaut mit einem Gewicht von 1000 N an der Erdoberfläche im Orbit auf etwa 890 N reduziert würde. Dies ist zwar sicherlich eine Gewichtsreduzierung, aber es erklärt nicht die absolut schwerelosen Empfindungen, die Astronauten erleben. Ihre absolut schwerelosen Empfindungen sind das Ergebnis davon, dass ihnen (sozusagen der Boden unter den Füßen weggezogen wird) während sie frei zur Erde fallen.

    Wieder andere Physikstudenten glauben, dass die Schwerelosigkeit auf das Fehlen von Luft im Weltraum zurückzuführen ist. Ihr Missverständnis liegt in der Vorstellung, dass es keine Schwerkraft gibt, wenn es keine Luft gibt. Ihnen zufolge existiert die Schwerkraft nicht im Vakuum. Aber das ist nicht der Fall. Die Schwerkraft ist eine Kraft, die zwischen der Masse der Erde und der Masse anderer sie umgebender Objekte wirkt. Die Schwerkraft kann über große Entfernungen wirken und ihre Wirkung kann sogar über und in das Vakuum des Weltraums eindringen. Vielleicht verwechseln Studenten, denen dieses Missverständnis zu eigen ist, die Schwerkraft mit dem Luftdruck. Der Luftdruck ist das Ergebnis von umgebenden Luftpartikeln, die aus allen Richtungen in gleichem Maße auf die Oberfläche eines Objekts drücken. Die Schwerkraft wird durch den Luftdruck nicht beeinflusst.Während der Luftdruck an einem luftleeren Ort (wie dem Weltraum) auf Null absinkt, wird die Schwerkraft nicht 0 N. Tatsächlich führt das Vorhandensein eines Vakuums dazu, dass kein Luftwiderstand vorhanden ist; aber das würde die schwerelosen Empfindungen nicht erklären. Astronauten fühlen sich lediglich schwerelos, weil keine äußere Kontaktkraft auf ihren Körper drückt oder zieht. Sie befinden sich im freien Fall.
  • Wenn der Satellit frei im Weltraum fällt, erscheint alles innerhalb dieses frei fallenden Systems als schwerelos und dieser Zustand wird als Schwerelosigkeit bezeichnet .

    Da das Raumschiff ständig in Richtung Erdmittelpunkt beschleunigt, da es die Erde umkreist. Somit ist keine Kraft erforderlich, um dieses Raumschiff zu halten. „Ein System, bei dem keine Kraft erforderlich ist, um ein frei fallendes Objekt zu halten, wird als „ schwerkraftfreies System“ bezeichnet.     

  • Wenn ein Satellit frei im Weltraum fällt, erscheint alles innerhalb dieses frei fallenden Systems schwerelos. Es spielt keine Rolle, wo sich das Objekt befindet, ob es unter die Anziehungskraft der Erde, der Sonne oder eines entfernten Sterns fällt.

    Da es sich bei einem Erdsatelliten um ein frei fallendes Objekt handelt, mag die Aussage zunächst überraschen, ist aber leicht zu erkennen, wenn man das Verhalten eines parallel zur horizontalen Erdoberfläche geschossenen Projektils ohne Luftreibung bedenkt. Wird das Projektil mit sukzessiv größeren Geschwindigkeiten geworfen, so nimmt die Krümmung der Bahn beim freien Fall auf die Erde mit zunehmender Horizontalgeschwindigkeit ab. Wenn das Objekt schnell genug parallel zur Erde geworfen wird, entspricht die Krümmung seiner Bahn der Krümmung der Erde.

    Das Raumschiff beschleunigt ständig in Richtung Erdmittelpunkt, da es die Erde umkreist. Seine Radialbeschleunigung ist einfach g, die Beschleunigung im freien Fall. Tatsächlich fällt das Raumschiff aufgrund der Kugelform der Erde in Richtung Erdmittelpunkt; es erreicht nie die Erdoberfläche. Da sich das Raumschiff im freien Fall befindet, erscheinen alle darin befindlichen Objekte schwerelos. Somit ist keine Kraft erforderlich, um ein in den Bezugssystem des Raumfahrzeugs oder Satelliten fallendes Objekt zu halten. Ein solches System wird als schwerkraftfreies System bezeichnet.
  • http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-4/Weightlessness-in-Orbit

    Schwerelosigkeit im Orbit

    Astronauten in der Erdumlaufbahn sind aus den gleichen Gründen schwerelos, aus denen die Fahrer einer frei fallenden Vergnügungsparkfahrt oder eines frei fallenden Aufzugs schwerelos sind. Sie sind schwerelos, da keine äußere Kontaktkraft auf ihren Körper drückt oder zieht. In jedem Fall ist die Schwerkraft die einzige Kraft, die auf ihren Körper einwirkt. Da es sich um eine Kraft aus der Ferne handelt, kann sie nicht gefühlt werden und würde daher kein Gefühl für ihr Gewicht vermitteln. Aber mit Sicherheit wiegen die Astronauten im Orbit etwas; das heißt, es wirkt eine Schwerkraft auf ihren Körper. Tatsächlich würden die Astronauten ohne die Schwerkraft nicht in Kreisbewegungen kreisen. Es ist die Schwerkraft, die die erforderliche Zentripetalkraft liefert , um die einwärts gerichtete Beschleunigung zu ermöglichendas ist charakteristisch für Kreisbewegungen. Die Schwerkraft ist die einzige Kraft, die auf ihren Körper einwirkt. Die Astronauten befinden sich im freien Fall. Wie der fallende Vergnügungsparkfahrer und der fallende Fahrstuhlfahrer fallen die Astronauten und ihre Umgebung allein unter dem Einfluss der Schwerkraft auf die Erde zu. Die Astronauten und ihre gesamte Umgebung - die Raumstation mit ihrem Inhalt - fallen auf die Erde zu, ohne mit ihr zu kollidieren . Ihre Tangentialgeschwindigkeit ermöglicht es ihnen, in der Orbitalbewegung zu bleiben, während die Schwerkraft sie nach innen zieht.


  • Ein Schwungrad hat die Form einer gleichmäßigen Kreisscheibe mit Radius 1 Form Masse 2 kg Arbeit am Schwungrad, um seine Rotationsfrequenz
    von 5 U/s auf 10 U/s zu erhöhen
  • Wenn ein Satellit frei im Weltraum fällt, erscheint alles innerhalb dieses frei fallenden Systems schwerelos. Es spielt keine Rolle, wo sich das Objekt befindet, ob es unter die Anziehungskraft der Erde, der Sonne oder eines fernen Sterns fällt. Betrachten Sie das Verhalten eines parallel zur horizontalen Erdoberfläche geschossenen Projektils ohne Luftreibung. Wird das Projektil mit sukzessiv größerer Geschwindigkeit geworfen, so nimmt die Krümmung der Bahn während seines freien Falls auf die Erde mit zunehmender Horizontalgeschwindigkeit ab.

    Wenn das Objekt schnell genug parallel zur Erde geworfen wird, entspricht die Krümmung der Bahn der Krümmung der Erde. Auf diese Weise umkreist das Raumschiff einfach die Erde. Raumschiff fällt in Richtung Erdmittelpunkt. Die ganze Zeit, aber die Krümmung der Erde verhindert, dass das Raumschiff aufschlägt. Da sich das Raumschiff im freien Fall befindet, erscheinen alle darin befindlichen Objekte schwerelos. Somit ist keine Kraft erforderlich, um ein Objekt zu halten, das in den Bezugsrahmen des Raumfahrzeugs oder der Satelliten fällt.

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