Der Duschkopf im Vakuum

Phoenix5 , Sonntag, 31.05.2015, 22:03 (vor 3868 Tagen) @ Ashitaka
bearbeitet von unbekannt, Sonntag, 31.05.2015, 22:43

Zur Offtopic-Diskussion und dem, was man mittlerweile nicht mehr als
Antriebsursache einer Rakete stehen lässt:

In der Atmosphäre treffen die austretenden Gasmoleküle auf
Luftmoleküle. Hinter der Rakete werden so unsagbar viele Moleküle in die
Atmosphäre geschossen (erfolgen Kraftstöße nach exothermer Reaktion in
der Verbrennungskammer), dass die Luftmoleküle dahinter weggedrückt
werden und die Gasmoleküle sich hinter der Rakete in der Atmosphäre
aufstauen. Dieser Aufstau ist in einem Vakuum nicht denkbar. Die
Begründung folgt weiter unten. Mit steigender Höhe sinkt der Luftdruck,
weshalb auch die Verbrennung hinter der Rakete immer dünner wird. Was die
Flamme hinter der Rakte physikalisch ausdrückt, kannst du ja gerne mal
recherchieren.

Da ist bereits der Denkfehler drin. Den ich anfangs (bei unserer letzten Mondflug-Debatte) auch hatte, weil ich mich nie bewusst mit dem Impuls beschäftigt habe. Zusätzlich verwirrt hat mich auf wikipedia der Begriff "Stützmasse", der tatsächlich suggeriert, dass sich die Gase auf dem ausgestoßenen Gasen abstützen. Aber das ist nicht der Fall (siehe: Stützmasse)

Es sind nicht aufgestaute Drücke, welche die Rakete vorwärtstreiben (auch wenn das im Alltag den Anschein hat), sondern der simple Impulserhaltungssatz. Alles was sich von einem System wegbewegt, schiebt auch das System von sich weg. Bezogen auf die Rakete bedeutet das, dass der Gesamtimpuls p1 + p2 Null betragen muss bzw.:

Masse Rakete x Geschwindigkeit Rakete = Masse Gase x Geschwindkeit Gase

Die folgende Grafik zeigt
deine Vorstellung des Raketenantriebs.

Aber vielleicht kannst Du ja für Ashitaka eine noch bessere Erklärung
formulieren, warum ein Düsenstrahl, egal ob im Weltall oder auf der Erde,
keine Kraft beim Austritt erzeugt, sondern bereits vor dem Austritt.

So wird sich - simplifiziert aber als Erklärung nicht hinterfragbar - die
Entstehung der Antriebskraft vorgestellt:

Gasmoleküle oxidieren in der Brennkammer, schießen (auf Vektoren) vorne
gegen die Brennkammerwand und sausen angeblich an der anderen Seite (auf
Vektoren) in die Weiten des Weltalls. Der Kraftstoßvektor auf die
Brennkammerwand beschleunigt diese nach vorne (Reaction), der entgegen
gerichtete Kraftstoßvektor (Action) wird für die Erklärung des
Raketenantriebs unerheblich. So in etwa stellt es sich jeder, der sich für
Raumfahrt interessiert, aufgrund der Erklärungen der Raumfahrt halt vor.
Und jeder, der sich auf dieser stark simplifizierenden Logik ausruht, will
über Fragen lachen, glaubt, er habe schon alles dazu ohne Simplifizierung
durchdacht.

Leider falsch! Vergiss den Kraftvektor auf die Brennkammerwand. Stell dir einfach mal einen Duschkopf oder einen Gartenschlauch vor, den du voll aufdrehst. Sowohl Duschkopf, als auch Gartenschlauch werden vom Wasser in die entgegengesetzte Richtung weggedrückt und zwar auch dann, wenn sich das Wasser nirgendwo "aufstützen" kann - es sei denn, du willst behaupten, dass es sich auf den Luftmolekülen abstützt - die man hier wohl völlig vernachlässigen kann. Der Gartenschlauch bzw. Duschkopf wird auch im Vakuum vom Wasser weggedrückt. DAS ist der Raketenantrieb. Um mehr geht es nicht. Das ist Impulserhaltung. Du brauchst dazu auch keine Wassermoleküle, die sich irgendwo in einer Kammer gegen den Duschkopf/Schlauch stemmen. Das ganze Wasser fließt einfach aus dem Schlauch (kein Molekül fließt zurück) und drückt ALLEIN durch seine Geschwindigkeit und Masse aus dem Schlauch, diesen mit dem gleichen Impuls zurück (der sich dann aufgrund der konstanten Masse des Schlauches nur in Geschwindigkeit ausdrückt - relativistische Effekte unberücksichtigt).

In der letzten Offtopic-Diskussion habe ich dann eine Frage formuliert,
auf die ich keine Antwort bekommen sollte. Es ist bekannt, dass zur
Austrittseite keine Stoffmenge, sondern ein Vakuum von ca. 10^-13 mBar
aufwartet.

Was völlig ohne Belang ist. Tatsächlich ist es sogar so, dass die Reibungskräfte in der Luft störend wirken.

Ich habe erklärt, dass durch das Molekül in Richtung Vakuum
deshalb keine Massebeschleunigung (Kraft) wirken kann (keine
physikalsiche Aktion möglich ist). Das Molekül vollrichtet auf dem Vektor
in ein Vakuum keine Arbeit, sondern expandiert in dieses frei.

Wie auch das Wasser aus dem Gartenschlauch. Die Arbeit, die es auf die Luftmoleküle ausübt, ist vernachlässigbar.

Ich fragte
daraufhin, welche Moleküle nun dafür verantwortlich sind, dass dennoch
ausreichend Moleküle in Richtung vordere Brennkammerwand beschleunigt
werden, wodurch die Rakete schließlich beschleunigt werden soll. Woher
kommen die Kraftvektoren, die doch immer einen entgegengesetzten
Kraftvektor (und keine kraftlose freie Expansion) voraussetzen?

Diese Moleküle brauchst du nicht. Stell es dir mal anders vor (dieses selbst ausgedachte Gedankenexperiment hat mir geholfen, um meine Alltagskonditionierung wieder mit Newton in Einklang zu bringen):

Stell dir vor, MITTEN in der Brennkammer würde der Zünder sein, der das Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch zum Explodieren bringt. Durch die Explosion würden das Gas auf der einen Seite aus der Rakete herausgedrückt und auf der anderen Seite auf die Brennkammerwand gedrückt, um die Rakete vorwärtszutreiben. Bis dahin sind wir ja d´accord? Nun stell dir vor, du verschiebst den Explosionsherd von der MITTE der Brennstoffkammer immer weiter zur BrennstoffkammerWAND hin - immer noch würde Moleküle auf die Wand prallen und die Rakete vorwärtstreiben. Und nun stell dir vor, die Explosion würde direkt an der Brennstoffwand stattfinden: Plötzlich können keine Moleküle mehr gegen die Wand drücken, um das Raumschiff vorwärtszubewegen und voilá - DA haben wir unseren Gartenschlauch. Das austretende Wasser ist die Explosion, ohne dass dabei ein einziges Wassermolekül den Rückweg antreten muss, um gegen die Schlauchdüse zu drücken. Das ist Impuls!
Und sie bewegt sich doch.

Lass es dir durch den Kopf gehen.

Ich hätte dich nur anhand deines Buches anders eingeschätzt, als jemand,
der erkannt hat, dass die Logik ein ausschließlich mentales Konstrukt ist, > das sie Grenzen voraussetzt, dass du deine Grenzen ohne
Grenzüberschreitungen anderer nicht einmal kennen bzw. verschieben würdest.
Ist unsere Welt derart begrenzt, dass jede Frage eine Antwort bietet, dass
die Frage durch Aufschrei oder gezielt die Person als krank
diagnostizierend, ausgeschlossen wird? Was ist das für eine
Geisteshaltung? Muss man sich als jemand, der sich an Ontopics orientiert,
seinen Zuspruch darin suchen, an Forenmitgliedern reiben, die offtopic
etwas grenzüberschreitendes wagen?

Wenn du auf meine wirsche Antwort auf Wildheuers link Bezug nimmst. Du solltest dir den link mal durchlesen. Da wimmelt es nur noch von UFOs, hohlen Erden und wilden Behauptungen ohne auch nur den Hauch von Wissenschaftlichkeit. Und wenn wir schon im Rahmen der Wissenschaft argumentieren, dann brauchen wir auch die Wissenschaft als Referenzsystem, sonst kann jeder sich seine Welt ausmalen wie er will. Dann erübrigt sich aber auch jede Diskussion. Wenn du dagegen unsere älteren Unstimmigkeiten meinst, so lass mich dazu nur eines sagen:

Ich kann dich schwer einschätzen und du machst es anderen (auch mir) nicht unbedingt leicht, zu verstehen, welche Behauptungen von welcher Tragweite du wirklich in die Welt setzt. Du sagst zum Beispiel nicht "Ich verstehe nicht, wie Raketen im Vakuum fliegen können" und startest dann eine Diskussion bzw. lässt dir bei Verständnisschwierigkeiten helfen (so wie du anderen in ökonomischen Belangen geholfen hast), sondern du suggerierst sehr subtil und versteckt in viel Text die prinzipielle Unmöglichkeit von Raketenflügen im All. Für Letzteres - ob provokant gemeint (was ich hoffe) oder tatsächlich geglaubt - wirst du dir ein ganz anderes Echo einhandeln als für Ersteres.

Warum nur die Übertriebenheit, warum ist jemand der Fragen stellt dabei,
deiner Meinung nach seinen Verstand zu verlieren?

Weil du deine Fragen nie sachlich formulierst, sondern gleich das Kind mit dem Bad ausschüttest ("Raketenantriebe funktionieren im Vakuum nicht"). Eine solche Behauptung (die ich jetzt mal nur als bewusste Provokation auffasse) würde implizieren, dass nichts was wir lernen und uns gesagt wird, wahr ist. Und gleichzeitig würde das Ausmaß dieser Lügen so gewaltig sein, dass es von Menschen gar nicht kontrolliert werden könnte...und dann wären wir bald bei der Herrschaft der Aliens/Reptiloiden/Dämonen/etc. - und ja, da steig ich aus.

Wie glaubst du, schärft sich dein Verstand?

Grundsätzlich durch Diskussionen wie diese. Ich weiß jetzt Dank dir, viel mehr über Impuls und Impulserhaltung. Ich sage aber auch dazu: Ich hätte mich schon wesentlich früher damit beschäftigt und mit dir diskutiert, wenn du demütiger an die Sache herangegangen wärst, anstatt Unglaubliches zu behaupten.

Beste Grüße
Phoenix5

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