Seuraa 
Viestejä336

Minkälaiseen nopeuteen kuvitteellinen raketti jonka painosta puolet on polttoainetta voidaan kiihdyttää?

Kaikki polttoaineen lepomassa voitaisiin muuttaa suoraan työntöenergiaksi.

Moottorin käynnistyshetkellä raketin suhteellinen nopeus on nolla.

- AIVAN MIELENVIKAST LÄPPÄNDEEROST! -

Sivut

Kommentit (38)

viitmar
Minkälaiseen nopeuteen kuvitteellinen raketti jonka painosta puolet on polttoainetta voidaan kiihdyttää?

Kaikki polttoaineen lepomassa voitaisiin muuttaa suoraan työntöenergiaksi.

Moottorin käynnistyshetkellä raketin suhteellinen nopeus on nolla.


Oliko tarkoitus kysyä, että mitä tapahtuisi jos fysiikan lait eivät olisi voimassa ?

Mikäli ei ollut, niin niitä reunaehtoja ja muita oletuksia tarvittaisiin.
Eli liikemäärä säilyy, ja jos puolet massasta "muutetaan energiaksi" , niin se loppu ei liiku yhtään mihinkään, koska muuten liikemäärä ei säilyisi. Vapautunut energia ei siis voi päätyä kokonaisuudessaan raketin liike-energiaksi.

Pitäisikö siis analysoida edullisin jakauma toiseen suuntaan sinkoavan ajoaineen ja energiaksi muutetun polttoaineen välillä, vai oletetaanko voitavan käyttää ulkoista rakettiin kuulumatonta massaa apuna, jota vasten jollain mekanismilla työnnetään, ja joka on kuitenkin niin kaukana, että sen gravitaatiosta aiheutuva haitta on mitätön.

viitmar
Seuraa 
Viestejä336
kuukle
viitmar
Minkälaiseen nopeuteen kuvitteellinen raketti jonka painosta puolet on polttoainetta voidaan kiihdyttää?

Kaikki polttoaineen lepomassa voitaisiin muuttaa suoraan työntöenergiaksi.

Moottorin käynnistyshetkellä raketin suhteellinen nopeus on nolla.


Oliko tarkoitus kysyä, että mitä tapahtuisi jos fysiikan lait eivät olisi voimassa ?

Mikäli ei ollut, niin niitä reunaehtoja ja muita oletuksia tarvittaisiin.
Eli liikemäärä säilyy, ja jos puolet massasta "muutetaan energiaksi" , niin se loppu ei liiku yhtään mihinkään, koska muuten liikemäärä ei säilyisi. Vapautunut energia ei siis voi päätyä kokonaisuudessaan raketin liike-energiaksi.

Pitäisikö siis analysoida edullisin jakauma toiseen suuntaan sinkoavan ajoaineen ja energiaksi muutetun polttoaineen välillä, vai oletetaanko voitavan käyttää ulkoista rakettiin kuulumatonta massaa apuna, jota vasten jollain mekanismilla työnnetään, ja joka on kuitenkin niin kaukana, että sen gravitaatiosta aiheutuva haitta on mitätön.




Kyllä fysiikan lait saavat olla voimassa. Kysymys oli teoreettinen ja yksinkertaistettu.

Ajattelin vaan, että minkälaiseen nopeuteen raketin voisi teoriassa kiihdyttää jos olisi sellainen tekniikka jolla massa voitaisiin suoraan muuttaa energiaksi ja tätä energiaa sitten häviöttä työntövoimaksi. Asiahan menee sitten hankalammaksi jos ajatellaan sitä käytännön puolelta.

Mutta ajatellaan sit vaikka näin:

Mitenkäs tuo säteilynpaine toimii? Jos se massa muuttuisi vaikka fotoneiksi jotka osuisivat valopurjeeseen. Onko tuossa tavassa tuottaa työntövoimaa energia hävikkiä?

- AIVAN MIELENVIKAST LÄPPÄNDEEROST! -

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
viitmar
Mitenkäs tuo säteilynpaine toimii? Jos se massa muuttuisi vaikka fotoneiksi jotka osuisivat valopurjeeseen.

No jos lähetät valoa jonkin kaasukehättömän planeetan pinnalla olevaan peiliin, josta se heijastuu takaisin raketissa olevaan peiliin, ja siitä taas sen planeetan pinnalla olevaan peiliin, josta edelleen siihen raketissa olevaan peiliin, josta ...

Mikäli planeetta on niin kaukana, että sen gravitaation aiheuttama vetovoima on tarpeeksi alhainen, niin homma pelittäisi lähes täydellisesti, mikäli ideaalisia peilejä olisi olemassa.
Tosin on erittäin hidas tapa tuottaa työntövoimaa, kun jokainen fotoni sinkoilee edestakaisin todella monta kertaa, ennenkuin sen energia on punasiirtyessään siirtynyt raketin liike-energiaksi. Sekä sen planeetan, mutta jos se on tarpeeksi massiivinen suhteessa rakettiin, niin tuo energiahukka on vielä aika mitätöntä.

Käytännössä valon äärimmäisen tarkka suuntausvaatimus ei onnistune, evätkä peilit ole ideaalisia.
Mutta jos kerran oli tarkoitus teoretisoida, niin kyllä tuollaisen hyötysuhde voisi aika korkea olla noin teoreettisesti ottaeen. Ainakin huomattavasti suurempi kuin perinteisillä kemiallislla raketeilla. Energiaksi muutettavasta aineesta vain pitää olla puolet antimateriaa ja puolet materiaa, jotta sen muuntaminen fotoneiksi onnistuu hyvällä hyötysuhteella.

Eikun kattomaaan star trekin uusintoja telkusta kutoselta.

viitmar
Minkälaiseen nopeuteen kuvitteellinen raketti jonka painosta puolet on polttoainetta voidaan kiihdyttää?

Kaikki polttoaineen lepomassa voitaisiin muuttaa suoraan työntöenergiaksi.

Moottorin käynnistyshetkellä raketin suhteellinen nopeus on nolla.





Vastaus on 0.86 c, koska tuossa nopeudessa massa on kaksinkertainen

Siis nostamme ei polttoainetta olevan raketin osan massaa polttoaineen massan verran.

Kilolla polttoainetta saa kilon kappaleen kiihdytettyä nopeuteen jossa kappaleen massa on kaksi kiloa, joka nopeus siis on 0.86 c.

Siis tämä pätee avaruusajoneuvolle, joka kulkee pitkin avaruusraidetta, tai vaikka tykille missä ammus painaa saman kuin ruuti, joka on ideaalista ruutia.

viitmar
Seuraa 
Viestejä336
jartsa
viitmar
Minkälaiseen nopeuteen kuvitteellinen raketti jonka painosta puolet on polttoainetta voidaan kiihdyttää?

Kaikki polttoaineen lepomassa voitaisiin muuttaa suoraan työntöenergiaksi.

Moottorin käynnistyshetkellä raketin suhteellinen nopeus on nolla.





Vastaus on 0.86 c, koska tuossa nopeudessa massa on kaksinkertainen

Siis nostamme ei polttoainetta olevan raketin osan massaa polttoaineen massan verran.

Kilolla polttoainetta saa kilon kappaleen kiihdytettyä nopeuteen jossa kappaleen massa on kaksi kiloa, joka nopeus siis on 0.86 c.

Siis tämä pätee avaruusajoneuvolle, joka kulkee pitkin avaruusraidetta, tai vaikka tykille missä ammus painaa saman kuin ruuti, joka on ideaalista ruutia.




Kiitos vastauksesta.

Aika epätoivoiselta tunttuu ajatus, että sallaisella raketilla joka kantaisi polttoaineen mukanaan päästäisiin esim 0.99 c.

Kauankohan tuohon 0.86 c:hen kiihdyttäminen kestäisi jos kiihtyvyys olisi vaikkapa 2 G.

- AIVAN MIELENVIKAST LÄPPÄNDEEROST! -

viitmar
Seuraa 
Viestejä336
lokki
0,86 x 300000000 m/s / (2 x 9,81 m/s²) = 2680907 s = 7447 h =~ 31 vrk
siis noin kuukauden.



hmm. Jokin tässä laskussa menee keturalleen, koska tällä kaavalla laskien olisi mahdollista saavuttaa valonnopeus (177 vrk). Ja sehän ei ole mahdollista missään ajassa eikä millään energialla!

Muutenkaan en saa noin laskemalla samaa vastausta... Vaan 152 vrk..

- AIVAN MIELENVIKAST LÄPPÄNDEEROST! -

Goswell
Seuraa 
Viestejä12937
jartsa
koska tuossa nopeudessa massa on kaksinkertainen



Miten niin massa muuttuu nopeuden suhteessa, ei massa muutu mihinkään, nopeus muuttuu. Nopeus kuitenkin vaikutaa taas massan hitauden kautta, hidastaminen ottaa enemmän energiaa suuremmasta nopeudesta ja törmäyksessä vapauttuu enemmän energiaa kun nopeus on suurempi.

Minun mielestä noin.

viitmar
Seuraa 
Viestejä336
Goswell
jartsa
koska tuossa nopeudessa massa on kaksinkertainen



Miten niin massa muuttuu nopeuden suhteessa, ei massa muutu mihinkään, nopeus muuttuu. Nopeus kuitenkin vaikutaa taas massan hitauden kautta, hidastaminen ottaa enemmän energiaa suuremmasta nopeudesta ja törmäyksessä vapauttuu enemmän energiaa kun nopeus on suurempi.



Käsittääkseni massa muuttuu suuremmaksi nopeuden kasvaessa, ja kasvaa (exponettiaalisesti) mitä lähemmäksi c:tä mennään. Siksi c:hen kiihdyttäminen on mahdotonta, kun massa kasvaisi äärettömäksi ja täten siihen tarvittaisiin ääreton energia c:n saavuttamiseksi.

Kait se jotenkin noin meni.. Hölmöltä tuntuu vaan ajatella että esim.1 kg massaisen kappaleen massa alkaa kasvamaan ja lähellä c:tä se voisi painaa vaikka esim. maapallon massan verran..?

- AIVAN MIELENVIKAST LÄPPÄNDEEROST! -

Laskekaamme huviksemme tehokkaimman raketin, eli fotoniraketin, loppunopeus, kun puolet raketin massasta on polttoainetta:

tiedämme että polttoaineen nopeus lopussa on 1.0 c
arvaamme että raketin nopeus lopussa on 0.6 c

raketin loppumassa on 1.25 kertaa alkumassa,
siispä polttoaineen loppumassa on 0.75 kertaa alkumassa (massan säilymislaki)

loppunopeuksien suhda on 1.6666
loppumassojen suhde on 1.6666

tästä näemme että arvaus 0.6 c on oikea vastaus, koska polttoaineen loppuliikemäärä on tällä raketin loppunopeudella saman suuruinen kuin raketin loppuliikemäärä

lokki
Seuraa 
Viestejä5109
viitmar

Kauankohan tuohon 0.86 c:hen kiihdyttäminen kestäisi jos kiihtyvyys olisi vaikkapa 2 G.



viitmar
lokki
0,86 x 300000000 m/s / (2 x 9,81 m/s²) = 2680907 s = 7447 h =~ 31 vrk
siis noin kuukauden.



hmm. Jokin tässä laskussa menee keturalleen, koska tällä kaavalla laskien olisi mahdollista saavuttaa valonnopeus (177 vrk). Ja sehän ei ole mahdollista missään ajassa eikä millään energialla!

Muutenkaan en saa noin laskemalla samaa vastausta... Vaan 152 vrk..


Oli siinä tekstissä, vaan ei laskussa, pieni virhe. Tuntien numerosta puuttui pilkku. Lasku oli kuitenkin tehty, kuten siinä pilkku olisi ollut.
Ei noilla ehdoilla ole mitään estettä valonnopeuden saavuttamiseen. Tahtävähän oli laskea vain, minkä ajan veisi kiihdytys tuohon nopeuteen, jos kiihtyvyys olisi vakio 2g. Jos massa kasvaa täytyy kiihdyttävän voiman nousta samassa suhteessa. Käytännössä tämä ei ole mahdollista, mutta kysymyksen asettelun rajoissa se onnistuu helposti.

Goswell
Seuraa 
Viestejä12937
viitmar
Käsittääkseni massa muuttuu suuremmaksi nopeuden kasvaessa, ja kasvaa (exponettiaalisesti) mitä lähemmäksi c:tä mennään. Siksi c:hen kiihdyttäminen on mahdotonta, kun massa kasvaisi äärettömäksi ja täten siihen tarvittaisiin ääreton energia c:n saavuttamiseksi.

Kait se jotenkin noin meni.. Hölmöltä tuntuu vaan ajatella että esim.1 kg massaisen kappaleen massa alkaa kasvamaan ja lähellä c:tä se voisi painaa vaikka esim. maapallon massan verran..?




Tämän voi ajatella ihan ihmisen kautta. Minulla on vakio massa, paino on myös vakio 105kg maan gravikentässä.
Kuussa massani on sama, paino pienempi. Avaruuden tyhjiössä massani on sama, painoa ei ole juurikaan.
Ero on kiihtyvyys.Mitä suurempi kiihtyvyys, sen suurempi paino. Kiihtyvyydestä seuraa nopeus.

Mitä suurempi nopeus, sen suurempi energia vapautuu kun törmään johonkin. Vaaditaan siis sitä suurempi määrä energiaa minun pysäyttämiseen mitä nopeammin liikun. Eli myös törmäyksessä vapautuu sitä runsaammin energiaa mitä nopeammin törmään johonkin, massa on sama edelleen vain paino muuttuu, ja se johtuu kiihtyvyydestä..

Ero oli siis kiihtyvyydessä, kun kiihdytys lopetetaan, painoni palautuu ympäristön olosuhteiden määräämään tilaan, massani on edelleen sama, vain nopeus muuttuu.

Minun mielestä noin.

Ohman
Seuraa 
Viestejä1637
viitmar
Goswell
jartsa
koska tuossa nopeudessa massa on kaksinkertainen



Miten niin massa muuttuu nopeuden suhteessa, ei massa muutu mihinkään, nopeus muuttuu. Nopeus kuitenkin vaikutaa taas massan hitauden kautta, hidastaminen ottaa enemmän energiaa suuremmasta nopeudesta ja törmäyksessä vapauttuu enemmän energiaa kun nopeus on suurempi.



Käsittääkseni massa muuttuu suuremmaksi nopeuden kasvaessa, ja kasvaa (exponettiaalisesti) mitä lähemmäksi c:tä mennään. Siksi c:hen kiihdyttäminen on mahdotonta, kun massa kasvaisi äärettömäksi ja täten siihen tarvittaisiin ääreton energia c:n saavuttamiseksi.

Kait se jotenkin noin meni.. Hölmöltä tuntuu vaan ajatella että esim.1 kg massaisen kappaleen massa alkaa kasvamaan ja lähellä c:tä se voisi painaa vaikka esim. maapallon massan verran..?

author="" kirjoitti:



"Käsittääkseni...". Olet vain käsittänyt väärin. Massa ei muutu. Sen sijaan erikoisen suhteellisuusteorian dynamiikassa tosiaan on aina sitä vaikeampaa antaa massalle lisää nopeutta mitä suurempi nopeus sillä jo on.

Ohman

Tep
Seuraa 
Viestejä827

Paras hyötysuhde saadaan, kun massa muutetaan taaksepäin suuntautuvaksi säteilyksi. Lasketaan suhteellisuusteorian mukaisesti ja kaavat löytyvät kfa:n antamasta lähteestä. Jos puolet massasta muutetaan säteilyksi, niin loppunopeus on v = 0,6 c.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat