Dynamit im Vakuum
Hier also noch einmal die von dir unbeantwortete Frage:
Was passiert mit einer Stange Dynamit, wenn man sie im XH-Vakuum bei sehr
geringer Schwerkraft zündet?
Was passiert mit einem Eimer, wenn man in diesem diese Stange Dynamit
unter diesen Bedingungen zündet?
Die chemische Reaktion erzeugt schlagartig eine große Menge gasförmiger
Explosionsprodukte + Kieselgurstaub. Das entstandene Gas, welches zu Beginn
der Explosion das Volumen der Dynamitstange hat, steht unter sehr hohem Druck
und wird sich mit sehr hoher Geschwindigkeit in alle Richtungen ausdehnen.
Der Einfluss der sehr geringen Schwerkraft auf die Explosion und die
darauffolgende Ausdehnung ist vernachlässigbar gering.
Zum Blecheimer:
Durch die Explosion werden die Gas Moleküle auf eine sehr hohe
Geschwindigkeit beschleunigt. Diese schnellen Gas Moleküle prallen auf die
Wandung des Blecheimers. Jedes Molekül hat einen Impuls in Höhe von
p = Masse_Molekül * Geschwindigkeit_Molekül
An der Wand findet ein elastischer Stoß statt. Die Partikel prallen an der
Blechwandung ab. Dabei tritt eine Kraft auf, welche abhängig ist von der
Masse des Moleküls, der Geschwindigkeit, des Auftreffwinkels und Elastizität
des Wandmaterials.
Wenn diese Kraft höher ist als die Reißfestigkeit des Wandmaterials, dann
wird die Eimerwand zerreißen. Falls der Eimer das Auftreffen der Moleküle
überlebt, werden die Moleküle den Eimer durch die Öffnung verlassen. Der
Eimer wird dann in die entgegengesetzte Richtung des austretenden Gasstrahls
beschleunigt werden. Wir haben dann einen eimerförmigen Raketenmotor.
[[freude]]
Zur "Stützmasse":
Zuerst einmal eine Anmerkung zum Begriff der "Stützmasse". Meiner
Meinung
nach ist dieser Name für die aus einem Raketenmotor ausgetretene Masse
welche
den Schub liefert, missverständlich.Denn diese "Stützmasse" stützt sich nirgendwo in der Umgebung der
Rakete
ab.
Diese Masse "stützt" im übertragenen Sinn durch ihre Masseträgheit
den
Raketenmotor und sorgt dafür, dass beim Austritt der Masse aus der
Düse
eine
Vorschubkraft erzeugt wird. Sobald die Masse aus der Düse ausgetreten
ist,
besteht keinerlei mechanische Verbindung mehr zwischen "Stützmasse" und
Raketenmotor. Ebenso besteht keine mechanische Verbindung zwischen
ausgetretener Masse und Umgebung.
Da muss ich als ehemalige Physik-Eins-Schülerin (ich kann halt wirklich
gut auswendig lernen) jetzt noch einmal nachfragen:
Auswendig lernen != einen Sachverhalt verstehen
Wie kann ich mir die von dir beschriebene und mir für grosse Körper
verständliche Masseträgheit im extrem hohen Vakuum (XHV) (< 10 hoch minus
12 hPa/mbar) bei sehr geringer Schwerkraft für die aus der Raketendüse
austretenden Gasmoleküle so vorstellen, dass sie den Gegenpart in der
actio=reaktio-Gleichung einnehmen können.
Die im Forum vorgestellten Versuche mit Luftballons in Witzvakuum
(Youtube) und die Gedankenexperimente mit in Booten sitzenden Steinewerfern
sind zwar richtig und gut verständlich, aber für die Erklärung eines
Raketenantriebes im Weltall nicht geeignet, weil sie alle bei
hoher Schwerkraft und Gasdichte der Umgebung ablaufen.
Wenn man begreift, dass das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Vakuum und
von Schwerkraft hier keinen prinzipiellen Unterschied macht, dann sind diese
Beispiele sehr gut geeignet, die Funktion eines Raketenmotors zu erklären.
Hier geht es um Trägheit der Masse und nicht um Gewichte. Masse hat nur beim
Vorhandensein von Schwerkraft bzw. wenn sie beschleunigt wird ein "Gewicht".
Wenn du eine Federwaage in der Schwerelosigkeit benutzt, dann wirst du
feststellen, dass zum Beispiel das Boot ein Gewicht von 0 N = 0 kg*m/s^2 hat.
Aber das Boot hat immer noch eine Masse von X kg.
Der Ballon wird auf der Erde und im Vakuum wegfliegen. Das Boot mit dem Mann
wird sich auf der Erde und im Weltall in Gegenrichtung zur Wurfrichtung
bewegen. Vergiss einfach das Vakuum und die Schwerkraft.
Stell dir einfach vor was passiert, wenn jemand einen Fußball an den Kopf
bekommt. Auf der Erde und im Weltall mit und ohne Anwesenheit von
Schwerkraft/Atmosphäre wird der Ball vom Kopf abprallen und der Kopf in die
Wurfrichtung des Balles bewegt werden.
Liebe Grüße
Silke
Grüsse
HansMuc