Untertitel: Verdammt alte Technologie
Um einen Gegenstand zu beschleunigen, braucht man eine Kraft (siehe Kap. 8.3). Weil sich dabei der Impuls ändert, kann man sagen: Zur Impulsänderung braucht man eine Kraft. Die Verbindung zwischen Impulsänderung und Kraft ist die Zeit! F13 ist nicht zu beantworten. Nur wenn man die Zeitdauer des Stoßvorganges kennt (oder den „Bremsweg„), kann man die Kraft berechnen (siehe Lösungsteil). Das Produkt von Kraft mal Zeit nennt man den Kraftstoß und es ist identisch mit der Impulsänderung des Objekts. Kraft kann man auch als Impulsänderung pro Zeit auffassen.
| Kraft und Kraftstoß: $\vec F = m\cdot \vec a = m\cdot \frac{\Delta \vec v}{\Delta t} = \frac{\Delta \vec p}{\Delta t}$ | |
|---|---|
| Kraftstoß = $\vec F \cdot \Delta t = \Delta \vec p = m\cdot \Delta v$ | |
| $\Delta p$ | Impulsänderung, $[\Delta p]$ = 1Ns= 1 kgm/s |
| $m$ | Masse |
| $a$ | Beschleunigung |
| $\Delta v$ | Geschwindigkeitsänderung |
Bei einer Rakete spricht man von der Schubkraft. Sie ist eine Folge des Impulssatzes. Zu Beginn steht die Rakete still da, der Impuls ist null. Beim Start strömt das Gas in die eine Richtung, und die Rakete muss sich daher in die andere Richtung bewegen. Impulserhaltung eben! Was für eine Schubkraft erzeugt zum Beispiel die Saturn V beim Start /*(siehe Abb. 8.14)*/? Dazu muss man nur wissen, dass pro Sekunde sagenhafte 14 Tonnen Treibstoff mit 2500 m/s durch die Düsen ausströmten. Die Impulsänderung pro Sekunde betrug also etwa `35\cdot 10^6` N. Wow, die Schubkraft beträgt 35 Millionen Newton /*(siehe auch Kap. 8.3)*/!
Diese Rückstoßtechnik ist übrigens ein sehr alter Hut. Tintenfische bewegten sich schon vor 500 Millionen Jahren so fort, indem sie durch Zusammenziehen des Körpers Wasser mit hoher Geschwindigkeit nach hinten ausstoßen (F15). Auch wenn du schwimmst, nutzt du diese Technik. Du drückst dabei das Wasser mit Armen und Beinen nach hinten und erzeugst somit einen Kraftstoß nach vorne.
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