Guten Tag,
ab wieviel km von der Erde ausgesehen wenn ich etwas in Richtung Weltall schicke würde es nicht mehr „zurück“ kommen bzw schwerelos im Raum gleiten? Ohne antrieb etc.
Grob gesagt: Gar nicht.
Etwas differenzierter: Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Anziehungskraft eines anderen Himmelskörpers überwiegt. Aber auch dann würdest Du nicht völlig frei im Raum schweben, sondern nur nicht mehr zur Erde, sondern zum anderen Himmelskörper hin „fallen“.
Die Schwerelosigkeit die Raumschiffe in der Erdumlaufbahn haben, ist nicht durch die Entfernung zur Erde, sondern die Geschwindigkeit begründet. Die sind nur deswegen schwerelos, weil sie mit der passenden Geschwindigkeit in einer Kreisbahn um die Erde fliegen. Würden sie abbremsen, dann würden sie zur Erde fallen. Die Geschwindigkeit bleibt weitgehend konstant, auch ohne Antrieb, weil keine Reibung an Luft etc das Fahrzeug bremst (Genaugenommen werden Raumschiffe in der Erdumlaufbahn schon abgebremst, aber die Gasmenge dort ist so klein, daß die Bremsung nur sehr gering ausfällt, es reicht also in großen Abständen mal einen kleinen Schubs zu geben, und dann kann man wieder lange ohne Antrieb kreisen).
Servus,
Du hast natürlich recht.
Aber gäbe es nicht mindestens einen Punkt im Universum (wahrscheinlich jedoch ganz viele Punkte) an dem sich alle Anziehungskräfte aller Himmelskörper gegenseitig aufheben?
Gruß,
Sax
Ob es einen Punkt gibt an dem sich alle Kräfte aufheben, kann ich nicht sagen.
Zwischen Mond und Erde gibt es natürlich schon so einen Punkt. Da heben sich die Kräfte von Mond und Erde auf. Leider ist der Punkt nicht stabil, wenn man von dem Punkt auch nur Minimal wegdriftet, wirkt die Schwerkraft eines de beiden Körper stärker, und man wird immer weiter weggezogen. Man müsste also aktiv dafür sorgen, daß man den Punkt nicht verlässt.
Ähnlich gibt es so einen Punkt natürlich zwischen Sonne und Erde. Nur ist es da noch problematischer, weil die übrigen Planeten da „reinstören“ und somit das halten der Position noch um einiges erschweren. Beim System Mond-Erde gibt es diese Störungen zwar auch, die fallen aber aufgrund er größeren Kräfte von Mond und Erde nicht ins Gewicht.
Hi Sax76,
diese Punkte gibt es tatsächlich und werden Lagrange- oder Librations-Punkte genannt. Es gibt zwischen 2 Himmelskörper stehts 5 Lagrange-Punkte in denen sich die Anziehungskräfte dieser beiden Himmelskörper aufheben und sich ein 3. Körper „schwerelos“ aufhalten kann. Von diesen 5 Punkten sind allerdings nur 2 stabil, sprich an diesen beiden Punkten kann man sich problemlos aufhalten, ohne das man ständig Korrekturen vornehmen muss.
Gruß
Hatje
Nachtrag
Hier noch ein Wikilink, falls du etwas mehr darüber wissen willst:
Hi andy,
ab wieviel km von der Erde ausgesehen wenn ich etwas in
Richtung Weltall schicke würde es nicht mehr „zurück“ kommen
bzw schwerelos im Raum gleiten? Ohne antrieb etc.
es geht nicht darum, wie weit du wie weg bist, sondern darum, wie schnell du bist, um der Anziehung der Erde die Zentrifugalkraft entgegenzusetzen, oder so viel Schwung zu haben, dass du einfach wegfliegst.
Bei all den berechtigten Spitzfindigkeiten gibt es für mich, der ich in der Apollo-Ära aufgewachsen bin, 2 Anhaltspunkte:
Um der Erde soweit zu entfliehen, dass du um sie kreist, braucht es 8 km/s oder 28000 km/h.
Um zum Mond zu kommen, zumindest in akzeptabler Zeit, braucht es 11 km/s oder 40000 km/s.
Ob dies dazu ausreicht, der Anziehung der Erde ganz zu entkommen, weiß ich nicht, aber der Mond ist schon recht weit entfernt, soviel Zusatzschub sollte nicht nötig sein.
Zum Verlassen des Anziehungsbereichs unserer Sonne und unserer Galaxie und unseres Galaxieen(super)haufens sollte jeweils auch noch Schub erfordern. Deren Größenodnungen will ich mal vorsichtshalber nicht schätzen.
Gruß, Zoelomat
Hi,
wenn man die 2. Kosmische Geschwindigkeit von 11,2 km/s etwas überschreitet verlässt man den Einflussbereich der Erde, dann ist man aber im Einflussbereich der anderen Himmelskörper (bzw. ab einem bestimmten Punkt überwiegen deren Schwerefelder).
Will man unser Sonnensystem verlassen braucht man eine Endgeschwindigkeit von 42 km/s (3. Kosmische Geschwindigkeit).
Um unsere Galaxie zu verlassen braucht man eine Gesamtgeschwindigkeit von 320 km/s (4. Kosmische Geschwindigkeit).
Startet man von der Erdoberfläche und nutzt die Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne und später die der Sonne um unsere Galaxis, so reduziert sich der aufzubringende Geschwindigkeitsbedarf auf 16,5 km/s (Sonne) bzw. 116,5 km/s (Galaxie).
Diese Geschwindigkeiten sind so zu lesen, das man theoretisch am Rande des Einflussbereiches, an dem die Gravitation „0 m/s² beträgt“ eine Geschwindigkeit von 0 m/s „erreicht“, um weiterfliegen zu können muss man also über der Geschwindigkeit liegen. Wie man sich allerdings denken kann, sind das idealisierte Fälle, die in der Realität so nicht eintreffen werden.
Gruß
Hatje
Hallo
Wenn man sich genau auf dem Äquator befände, und eine bestimmte Strecke senkrecht aufwärts „geht“, dann kann man eine Entfernung angeben, ab welcher es kein Zurückfallen mehr gibt.
Das Stichwort dazu lautet „geostationäre Umlaufbahn“.
Siehe auch hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Geostation%C3%A4re_Umla…
Es heißt sarin u.a.:
„Die große Halbachse der Bahn beträgt immer 42.157 km.“
Das hängt mit bereits erwähnter Geschwindigkeit aufgrund der Erdrotatin zusammen.
Man kommt auch mit weniger Energie aus, wenn man auch mit einer niedrigeren Umlaufbahn zufrieden ist.
Dann ist der Vektor der Rakete aber nicht „nach oben“, sondern meist zuerst etwa senkrecht aus der Atmosphäre und später in eine etwa oberflächenparalelle Beschleunigung übergehend.
MfG
Matthias
Tach,
das stimmt nicht. In 36.000 km Höhe gibt es immernoch Anziehungskräfte von der Erde, diese Höhe ist lediglich so besonders, da die Umlaufgeschwindigkeit der Objekte auf der Bahn, der Drehgeschwindigkeit der Erde entspricht und es deshalb so aussieht, als ob die Satelliten über der Erde stehen würden.
Der Mond befindet sich auch noch im Gravitationsfeld der Erde und der ist 380.000 km entfernt.
Gruß
Hatje
Hmmm,und wo hab ich geschrieben, das es dort keine Anziehungskräfte mehr gibt???
Direkt im ersten Satz:
…dann kann man eine Entfernung angeben, ab welcher es kein :Zurückfallen mehr gibt.
Das Stichwort dazu lautet „geostationäre Umlaufbahn“.
Auch nach mehrmaligen lesen kann ich da keine andere Aussage herauslesen als die, das in 36.000 km Höhe es kein Zurückfallen mehr gibt, sprich die Anziehungskraft Null ist.
…dann kann man eine Entfernung angeben, ab welcher es kein :Zurückfallen mehr gibt.
Das Stichwort dazu lautet „geostationäre Umlaufbahn“.Auch nach mehrmaligen lesen kann ich da keine andere Aussage
herauslesen als die, das in 36.000 km Höhe es kein
Zurückfallen mehr gibt
Ja, das kann man da rauslesen und das ist auch korrekt.
sprich die Anziehungskraft Null ist.
Das lese ich da allerdings nicht raus. In Zusammenhang mit dem Titel dieses Threads könnte man es zwar in dieser Weise missverstehen, wenn man den korrekten Zusammenhang nicht kennt, aber weder steht es so da, noch glaube ich, dass es so gemeint war.
Wenn es kein Zurückfallen gibt, dann gibt es auch keine Kräfte die das Wasauchimmer zurückziehen und in diesem Fall ist diese Kraft eben die Erdanziehungskraft.
Man fällt von jeder Umlaufbahn zurück auf die Erde, sofern man die nötige Umlaufgeschwindigkeit unterschreitet (je nach Bahn muss man dies unterschiedlich stark tun).
Wenn es kein Zurückfallen gibt, dann gibt es auch keine Kräfte
die das Wasauchimmer zurückziehen und in diesem Fall ist diese
Kraft eben die Erdanziehungskraft.
Das ist falsch. Erstens fällt ein Körper nicht in die Richtung der auf ihn wirkenden Kraft, sondern er wird nur in Richtung dieser Kraft beschleunigt. Das führt auf der geostationären Bahn dazu, dass der Satellit nicht zurück zur Erde, sondern statt dessen um sie herum fällt. Dass es kein Zurückfallen gibt, heißt also nicht notwendigerweise, dass es keine zurückziehenden Kräfte gibt.
Zweitens wirken in rotierenden Bezugssystemen zusätzlich zur Erdanziehungskraft auch noch diverse Scheinkräfte und speziell in dem Bezugssystem, in dem Erde und Satellit gemeinsam ruhen, addieren die sich zu Null. Aus dem Fehlen einer resultierenden Kraft kann man also nicht schließen, dass es keine Erdanziehungskraft gibt.
Ich hatte schon so ne Befürchtung das sowas nu kommen wird… Es ist keinesfalls so, das ein Körper der in 36.000 km Höhe mit einer Geschwindigkeit von 0 m/s „ausgesetzt“ wird, beim Fallen eine Bahn einschlägt, die an der Erde vorbei führt im Gegenteil, er knallt schön auf die Oberfläche.
Ein Körper auf der geostationären Umlaufbahn kann sich dort nur halten weil er sich mit 3 km/s auf ihr bewegt und damit eine Zentrifugalkraft erzeugt deren Größe gerade der der Erdanziehungskraft in dieser Höhe entspricht. Wird er langsamer wird aus der Kreisbahn eine elliptische Bahn, deren Perigäum sich immer weiter der Erde nähert, je langsamer er geworden ist. Unterschreitet der Körper im Apogäum (in dem Fall 36.000 km) die Geschwindigkeit von 1 km/s so liegt sein Perigäum so nah an der Erde, das die Atmosphäre wieder einen Einfluss hat, was dazu führt, das der Körper nach einer endlichen Anzahl Umrundungen in der Atmosphäre verglüht oder auf die Erdoberfläche knallt. Das lässt sich ganz einfach mit der Vis-Viva-Gleichung berechnen.
Es ging hier darum, ob man in einer gewissen Höhe keine Anziehungskräfte mehr erfährt, egal wie schnell man sich bewegt und nicht darum ob es eine Geschwindigkeit gibt, mit Hilfe derer man sich auf einer bestimmten Umlaufbahn halten kann. Denn letztere gibt es für JEDE Höhe, da braucht es keine geostationäre Umlaufbahn.
Hi Hatje,
Dank für die Mühe. Ich wollte nur ein paar Anregungen geben, und du lieferst Zahlen.
Und zwar für mich überraschende. Hätte gedacht, dass das Lösen von der Erde den Löwenanteil ausmacht, weil man ja von der Oberfläche startet.
Gruß, Zoelomat
Hallo
In der geostationären Umlaufbahn gibt es kein Zurückfallen und trotzdem gibt es Kräfte.
Die Anziehungskraft der Erde und die genau gegengerichtete Zentrifugalkraft(manchmal auch Zentripetalkraft genannt).
Und der Orbit ist auch ewig, soweit es bestimmte äußere Einflüsse wie Sonnenwind, Mikrometeoriten, Gezeitenkräfte durch den Mond usw. nicht berücksichtigt.
Das ist auch der Grund, warum geostationäre Satelliten eine Treibstoffreserve behalten sollen, um entweder wiedereintreten zu können, oder um in eine sogenannte Parkbahn zu steigen.
Und ich glaube, das ist Dir auch klar, nur ist dazu der Fragetitel etwas irreführend.
MfG
Matthias
Hi,
keine Ursache, dachte mir deine Antwort könnte ne kleine Ergänzung vertragen.^^
Ich vermute mal das es für dich überraschhend ist, liegt daran das du das ganze aus dem falschen Bezugssystem betrachtet hast. Auch wenn wir uns auf der Erde scheinbar nicht bewegen, bewegt sich die Erde trotzdem mit 30 km/s um die Sonne und um deren Einflussbereich verlassen zu können brauchen wir 42 km/s (rel. zur Sonne) d.h. wir brauchen nur noch 12 km/s an zusätzlicher Geschwindigkeit (die 16,5 km/s entstehen dadurch, das man hier noch die Fluchtgeschwindigkeit der Erde quadratisch hinzuzählen muss). Der Löwenanteil wird also aus der jeweiligen Umlaufgeschwindigkeit gewonnen, welche man nur allzuleicht vergisst, da das Bezugssystem ungewohnterweise nicht man selbst ist, sondern das jeweilige Massenzentrum.
Gruß
Hatje
Es ist keinesfalls so, das ein Körper der in 36.000 km Höhe
mit einer Geschwindigkeit von 0 m/s „ausgesetzt“ wird, beim
Fallen eine Bahn einschlägt, die an der Erde vorbei führt im
Gegenteil, er knallt schön auf die Oberfläche.
Wenn der Körper im mitrotierenden System in 36.000 km Höhe mit 0 m/s ausgesetzt wird, dann bleibt er dort bewegungslos stehen. In diesem Fall liegst Du also falsch. Macht man dasselbe im Inertialsystem, dann befindet sich der Körper nicht auf der geostationären Bahn. In diesem Fall diskutierst Du am Thema vorbei.
Es ging hier darum, ob man in einer gewissen Höhe keine
Anziehungskräfte mehr erfährt
In der Ausgangsfrage schon, aber nicht in der Antwort von Matthias. Du bringst beides durcheinander.