Objekt verlässt beschleunigtes Objekt im All

Auto, Rad & Mobilität Luft- & Raumfahrt
#1

Liebe Wissenden,

wenn z.B. hypothetisch ein Shuttle ein im All mit konstant 1g beschleunigtes Raumschiff, das knapp unter Lichtgewschwindigkeit fliegt, verlässt - wäre das Shuttle dann genauso schnell, also bereits so beschleunigt wie das Schiff, so bald es keinen Kontakt mehr zum Schiff hat, oder wäre es gar nicht beschleunigt und das Schiff in der nächsten Sekunde 300.000km weiter weg?

Ich frage mich das jedes Mal, wenn ich so was in SF-Romanen lese.

Wenn also, anders gefragt, ein Objekt ein bereits beschleunigtes und weiterhin beschleunigendes Objekt im All verlässt, bewegt es sich ebenso schnell weiter oder nicht?

Vielen Dank vorab!

Grüße, Erika

#2

Liebe Wissenden,

Liebe Fragende, :wink:

wenn z.B. hypothetisch ein Shuttle ein im All mit konstant 1g
beschleunigtes Raumschiff, das knapp unter
Lichtgewschwindigkeit fliegt, verlässt - wäre das Shuttle dann
genauso schnell, also bereits so beschleunigt wie das Schiff,

was nun? Genau so schnell, oder genauso „beschleunigt“? Was genau meinst Du mit letzterem? Den Begriff gibt es (in der Physik) so nicht.

Wie auch immer: Ersteres ist korrekt: Das Shuttle ist genauso schnell wie das Schiff.

so bald es keinen Kontakt mehr zum Schiff hat, oder wäre es
gar nicht beschleunigt und das Schiff in der nächsten Sekunde
300.000km weiter weg?

Wenn das Shuttle nicht selbst beschleunigt, wird sich das Schiff, so es weiter beschleunigt, sich vom Shuttle entfernen. 1g entspricht allerdings nur etwa 10m/s^2, sodass das Schiff nach einer Sekunde etwa 5m vom Shuttle entfernt ist.

Ich frage mich das jedes Mal, wenn ich so was in SF-Romanen
lese.

Wenn also, anders gefragt, ein Objekt ein bereits
beschleunigtes und weiterhin beschleunigendes Objekt im All
verlässt, bewegt es sich ebenso schnell weiter oder nicht?

Ja, es bewegt sich ebenso schnell weiter. Aber, wenn keine weiteren Kräft wirken (also irgendein Antrieb beispielsweise), wird das verlassende Objekt nicht weiter beschleunigen.

Vielen Dank vorab!

Grüße, Erika

Ich hoffe, geholfen zu haben. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob wir nicht möglicherweise aneinander vorbeireden. Ich habe den Eindruck, dass Du zumindest teilweise Geschwindigkeit und Beschleunigung nicht sauber trennst. Oder kommt mir das nur so vor?

Viele Grüße, Christoph

#3

Hallole,

bei den Geschwindigkeiten ist die Klassische Mechanik nicht mehr gültig, sondern von der Speziellen Relativitätstheorie muß benutzt werden.

Zum Zeitpunkt des Verlassens kann zur Vereinfachung der Situation mal die Geschwindigkeit des Shuttels als konstant betrachtet werden. Von dort fliegt ein Schiff mit höherer Geschwindigkeit weg - auch zur Vereinfachung nach kurzer Beschleunigung mit konstanter Beschleunigung. Dann ergibt sich die Gesamtgeschwindigkeit aus dem Additionstheorem des Speziellen Relativitätstheorie
http://de.wikipedia.org/wiki/Spezielle_Relativit%C3%…
oder im Einzelnen hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Additi…

Das Schiff ist also etwas schneller als das Shuttle, aber natürlich nicht genausoschnell, wie man es nach der Klassischen Mechanik als Summe der Geschwindigkeiten erwarten würde.

Mit meinen vereinfachten Annahmen habe ich die streng genommen erforderliche Anwendung der Allgemeinen Relativitätstheorie vermieden. Die ist für einen Schüler sicher zu anspruchsvoll.

Unten auf der Seite sind ein paar Literaturangaben. Born ist nur für Studenten geeignet, Bondi vielleicht, Giulini ist in der 2. Auflage zu kriegen und wäre einen Versuch wert - kenne ich aber nicht. Ich selber hatte nach der Schule im Sommer ein Buch für interessierte Abiturienten gelesen. Die Mathematik dazu ist wirklich einfach, aber die Überlegungen zur Umdefinition der scheinbar festgefügten Begriffe Zeit und Länge erfordert doch ein konzentriertes lesen. Kann mich im Augenblick an den Titel nicht erinnern - wäre wohl auch kaum im Antiquariat zu kriegen ( ist über 20 Jahre her … ).

MfG
G. Aust

#4

Vielen Dank für die schnelle und verständliche Antwort!!!

Du hast mir sehr geholfen! Mir ist der Unterschied zwischen Beschleunigung und Geschwindigkeit schon halbwegs klar, war aber vielleicht nicht ganz klar in der Fragestellung ausgedrückt.

Das heißt also, ein Shuttle könnte, wenn es mit 1g beschleunigt, sobald es das Schiff verlässt, neben dem Schiff herfliegen, und beschleunigt es ein bisschen mehr, könnte es sogar rund um das Schiff fliegen (zumindest in SF-Romanen) :smile:

VIelen Dank!

Liebe Grüße
Erika

#5

Vielen Dank für die prompte Antwort.

Liebe Grüße
Erika

#6

Vielen Dank für die schnelle und verständliche Antwort!!!

Es freut mich, wenn’s Dir geholfen hat!

Du hast mir sehr geholfen! Mir ist der Unterschied zwischen
Beschleunigung und Geschwindigkeit schon halbwegs klar, war
aber vielleicht nicht ganz klar in der Fragestellung
ausgedrückt.

Das heißt also, ein Shuttle könnte, wenn es mit 1g
beschleunigt, sobald es das Schiff verlässt, neben dem Schiff
herfliegen, und beschleunigt es ein bisschen mehr, könnte es
sogar rund um das Schiff fliegen (zumindest in SF-Romanen) :smile:

Ganz genau!

VIelen Dank!

Liebe Grüße
Erika

Viele Grüße, Christoph