Fall auf eine beschleunigte Gravitationsquelle
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jonas



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 19:10    Titel: Antworten mit Zitat

Obwohl die Frage geklärt zu sein scheint, möchte ich doch nochmal ein Bild bringen:

3 Körper in einer Linie, a) einer armer Tropf von Astronaut, b) ein Planet wie die Erde und dahinter c) ein Stern wie die Sonne. Und irgendein Herrgott (oder Luzifer Wink) hat alle Drehungen gestoppt, sodaß diese drei Körper nun rein statisch aufeinander zufallen. Die Erde liegt tiefer im Potenzialtopf der Sonne, erfährt also eine höhere Beschleunigung als der Astronaut. Dieser wird zwar immer noch von der Erde angezogen, aber sie wird unter ihm wegbeschleunigt und entfernt sich von Astronauten ... bis beide irgendwann in die Sonne stürzen.

Der Astronaut unterliegt somit im Lauf des Fallens unterschiedlichen Beschleunigungskräften, also beschleunigter (resp. verzögerter) Beschleunigung. Er befindet sich aber immer noch in einem Gravitationsfeld, in dem er keine Kräfte spürt, auch wenn das Gravitationsfeld dynamisch ist.

Den Effekt kann man aber auch auf ein Zweikörperproblem reduzieren: Fällt man aus einem sehr großen Abstand auf z.B. die Erde herunter, so nimmt die Gravitationskraft stetig zu, man wird nicht nur schneller, sondern auch immer schneller schneller Smile Aber trotzdem spürt man nichts davon. Es ist also völlig egal, wie der Gravitationtopf im Raum geformt ist oder wie die formenden Massen vor einem herumtanzen.
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Barney



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 21:02    Titel: Antworten mit Zitat

jonas hat Folgendes geschrieben:
Aber trotzdem spürt man nichts davon.

Hallo Jonas,

herzlich willkommen im Nachbarforum von astronews.com (hat es Dich jetzt auch hierher verschlagen?). Ich vergleiche, wie bereits beschrieben, Poets Szenario gerne mit dem Warp-Antrieb von Star Trek. Deine von mir verlinkte Aussage ist dabei dafür verantwortlich, dass bei einer starken Abbremsung der Enterprise die Passagiere nicht zu Pfannkuchen an den Raumschiffwänden verarbeitet werden, sondern nur etwas durchgeschüttelt werden, aufgrund der Inhomogenitäten des Warp-Feldes.

Mit ein Grund für den Erfolg der Serie ist ja vielleicht der z.T. sehr realistische Bezug zur Physik. Das Reisen mit mehrfacher Lichtgeschwindigkeit hat man sich dabei wegen der größeren Anschaulichkeit aber erlaubt.

[OFF TOPIC]
Interessanterweise wird eine Funkverbindung im englischen Originalton als "subspace communication" bezeichnet. Mir drängt sich dabei eine gewisse Assoziation zur Kaluza-Klein-Theorie auf. Die elektromagnetischen Potentiale sind in dieser Theorie ja sehr eng mit der kompaktifizierten Zusatzdimension verknüpft. Die kompaktifizierte Zusatzdimension bildet damit eine Untermannigfaltigkeit (subspace) die man sich ja vielleicht als "Lebensraum" für die zugehörigen Trägerteilchen (Photonen) vorstellen kann Smile .
[/OFF TOPIC]
Gruß
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FrankSpecht



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 21:48    Titel: Antworten mit Zitat

Moin, jonas,
auch von mir ein Willkommen bei RelativKritisch!

jonas hat Folgendes geschrieben:
Aber trotzdem spürt man nichts davon. Es ist also völlig egal, wie der Gravitationtopf im Raum geformt ist oder wie die formenden Massen vor einem herumtanzen.

Hier muss ich leider einhaken. Dass man davon nichts spürt, dürfte wohl nur für schwache Gravitationskräfte = geringe Massen gelten. Je größer die Masse, desto mehr spürt man auch davon, dass die Füße stärker beschleunigt werden als der Kopf (naja, je nachdem, wie der Astronaut fällt). Bei welcher Masse und Entfernung das passiert, läßt sich doch bestimmt ausrechnen?

Und Bernhard schrieb bereits:
Barney hat Folgendes geschrieben:
Nimm z.B. einen Astronauten auf der ISS. Innerhalb der Station ist alles schwerelos, aber schon einen Kilometer weiter draußen driften andere schwerelose Gegenstände ganz langsam weg.

Dazu passt auch dieser Link, der die Gegebenheit grafisch darstellt:
http://www.einstein-online.info/vertiefung/FahrstuhlKruemmung[url]

Naja, die beiden entfernten Probemassen driften zwar nicht auseinander, sonder zusammen. Sie fallen ja gemeinsam zur Hauptmasse (in diesem Fall die Erde). Aber das Prinzip ist klar.

[EDIT]: Ach ja, worum es mir eigentlich ging: Ich denke, dass ein Warp-Antrieb in einem Beschleunigungsbereich liegt, der wohl die strukturelle Integrität eines Raunfahrzeugs übersteigt Wink
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jonas



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 22:15    Titel: Antworten mit Zitat

Danke Euch für das Willkommen hier bei RelativKritisch Smile

Zitat:
Hier muss ich leider einhaken. Dass man davon nichts spürt, dürfte wohl nur für schwache Gravitationskräfte = geringe Massen gelten. Je größer die Masse, desto mehr spürt man auch davon, dass die Füße stärker beschleunigt werden als der Kopf (naja, je nachdem, wie der Astronaut fällt). Bei welcher Masse und Entfernung das passiert, läßt sich doch bestimmt ausrechnen?

Genau auf diese Gezeitenkräfte wollte ich eigentlich hinaus um die Ursprungsfrage zu beantworten. Ich hätte vielleicht verdeutlichen sollen, daß innerhalb der Probekörper keine solchen Gezeitenkräfte eine "spürbare" Rolle spielen sollten. Spielen sie jedoch eine Rolle, dann hast Du natürlich recht, dann merkt man die Dynamik der Bewegung innerhalb der "Feldlinien" der Gravitationstöpfe, unter Umständen sogar ziemlich schmerzhaft Very Happy
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Barney



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 23:10    Titel: Antworten mit Zitat

jonas hat Folgendes geschrieben:
dann merkt man die Dynamik der Bewegung innerhalb der "Feldlinien" der Gravitationstöpfe, unter Umständen sogar ziemlich schmerzhaft Very Happy

ein gutes Beispiel ist hier mal wieder der Ereignishorizont eines Schwarzen Loches. Gemäß Übungsaufgabe im Fließbach (ART), die allerdings nur gemäß Newton berechnet ist, sind die Gezeitenkräfte am Ereignishorizont von der Masse des Loches abhängig. Bei sehr großer Masse (galaktischer Kern) sind die Zerreißkräfte ungefährlich. Bei einem SL mit der Masse der Sonne gibt es dagegen die berühmten "Spaghetti".
MfG
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FrankSpecht



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 23:13    Titel: Antworten mit Zitat

Moin, jonas,
jonas hat Folgendes geschrieben:
Ich hätte vielleicht verdeutlichen sollen, daß innerhalb der Probekörper keine solchen Gezeitenkräfte eine "spürbare" Rolle spielen sollten.

Ja, "sollten"!
Wir können uns also darauf einigen, dass sich, innerhalb der Fehler der Messung der Gravitation durch astronautische Zellen, bei geringen Gravitationskräften kein Schmerz einstellt?
Very Happy

PS: Mich würde trotzderm interessieren, ab welcher Schwerebeschleunigung und Länge ein Durchschnitts-Mensch den "Schmerz" spüren würde. Ich habe gerade keine Ahnung, wie ich mit der Rechnung anfangen müsste und welche biologischen Faktoren eine Rolle spielen?
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FrankSpecht



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 23:19    Titel: Antworten mit Zitat

Moin, Bernhard,
Barney hat Folgendes geschrieben:
Bei sehr großer Masse (galaktischer Kern) sind die Zerreißkräfte ungefährlich.

Ja, ich habe vor Jahren auch was in dieser Richtung in einer "Spektrum der Wissenschaft" gelesen. Da ging es um Technologien, wie man unbeschadet durch ein "Wurmloch" gelangen kann. Fazit: Je massereicher das Wurmloch, desto größer der Körper, der hindurch kann - ohne Spaghetti zu werden.
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Barney



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 23:26    Titel: Antworten mit Zitat

FrankSpecht hat Folgendes geschrieben:
PS: Mich würde trotzderm interessieren, ab welcher Schwerebeschleunigung und Länge ein Durchschnitts-Mensch den "Schmerz" spüren würde. Ich habe gerade keine Ahnung, wie ich mit der Rechnung anfangen müsste und welche biologischen Faktoren eine Rolle spielen?

Hi Frank,

via Newton (Gravitationsgesetz usw.) kann man ein $\Delta a$ ausrechnen, d.h. die Differenz der Beschleunigung zwischen dem Kopf und den Füßen des Raumfahrers. Ein Wert von 10 m/s^2 entspricht dabei z.B. einer Zerreißkraft zwischen Kopf und Füßen, die dem eigenen Körpergewicht entspricht. So etwas hält ein durchschnittlicher Körper offensichtlich unbeschadet locker aus.
MfG
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FrankSpecht



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BeitragVerfasst am: 17.09.2010, 23:40    Titel: Antworten mit Zitat

Moin,
Barney hat Folgendes geschrieben:
via Newton (Gravitationsgesetz usw.) kann man ein $\Delta a$ ausrechnen, d.h. die Differenz der Beschleunigung zwischen dem Kopf und den Füßen des Raumfahrers.

Danke, Bernhard, für den Ansatz. Damit kann ich was anfangen - wenn ich wieder nüchtern bin

Barney hat Folgendes geschrieben:
Ein Wert von 10 m/s^2 entspricht dabei z.B. einer Zerreißkraft zwischen Kopf und Füßen, die dem eigenen Körpergewicht entspricht. So etwas hält ein durchschnittlicher Körper offensichtlich unbeschadet locker aus.

Der ist gut Very Happy

Gute Nacht!
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jonas



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BeitragVerfasst am: 18.09.2010, 00:01    Titel: Antworten mit Zitat

Nachdem wir gerade lustig sind ...

Die Gezeitenkraft ist eine ziehende Kraft, keine drückende (es sei denn, man hat grade ein Mini-Black-Hole im Nabel stecken). Somit ist die Kraft mit einem Klimmzug vergleichbar.

Da die Masse des menschlichen Körpers sowohl bei Männchen wie bei Weibchen eher in der Nähe des Bauchnabels konzentriert ist, sind die für die Gezeitenkraft relevanten Massebestandteile des Körpers wohl in den Füßen und im Kopf. Und da man es entweder im Kopf oder in den Füßen hat (Very Happy blöder Spruch, aber den hat wohl jeder von uns schonmal gehört, der zweimal zu einer vergessenen Sache laufen musste), kann man wohl davon ausgehen, daß da gegenüber dem Nabel kein besonderes Ungleichgewicht besteht.

Damit wie beim Klimmzug auf der Erde im Körpermittelpunkt (und damit auch an den Händen an der Reckstange) eine Kraft von 9,81 m/s² wirkt muß demnach schon eine auf die knapp 2 Meter Körpergröße viel stärkere Gezeitenkraft wirken. Ich schätze mal 20-30 m/s².

Ab dann dürfte es zunehmend unangenehm werden Very Happy
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