Reisen mit Lichtgeschwindigkeit

[Luki]

Zitat von julian apostata

Das ergibt nach

1 Jahr 0,725*c
10 Jahre 0,9955*c
7080 Jahre 0,999999991*c

und letzteres ist genau die Geschwindigkeit, welche man im Teilchenbeschleuniger von Cern erzeugen will!

siehe auch

http://texte.windhauchworld.de/photonenrakete.pdf

Servus julian apostata .

Genau das strebt man bei Cern auch an .

Aber um in der Ringanlage einzelne Protonen so beschleunigen zu können braucht man irrwitzig viel Energie .
Ein Proton ist nur der Bruchteil eines Atomkerns und um diesen beschleunigen zu können verbraucht , nur die Ringanlage bis zu 120 000 000. Watt .

Ich will mir die Energiemenge gar nicht vorstellen die aufzuwenden wäre um die milliarden Atome eines Kirschkernes nur in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen .

G.v.Luki.

[julian apostata]

Zitat von Luki

Ich will mir die Energiemenge gar nicht vorstellen die aufzuwenden wäre um die milliarden Atome eines Kirschkernes nur in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen .

G.v.Luki.

Das kann man auch locker ausrechnen. Auf der Diskussionsseite von Wikipedia (ich heiß da Willi Windhauch)

Diskussion:Spezielle Relativitätstheorie: Teil II ? Wikibooks, Sammlung freier Lehr-, Sach- und Fachbücher

hab ich die Formel mal reingestellt.





Setzt man die Geschwindigkeit eines Protons in Cern dabei ein, so kommt Folgendes raus.



Zum Vergleich:

Bei normalen Verbrennungsvorgängen haben wir eine Energieausbeute von ca: mc²/(1 Milliarde)

Bei der Kernspaltung: mc²/1 000

Kernfusion mc²/100

Obiges Rechenergebnis kann man auch so interpretieren:

Stoßen 2 Protonen frontal zusammen, so kann dies einen Teilchenschauer zur Folge haben, die zusammengenommen fast die 15 000-fache Masse eine Protons haben.

[Luki]

Zitat von julian apostata

................
Obiges Rechenergebnis kann man auch so interpretieren:

Stoßen 2 Protonen frontal zusammen, so kann dies einen Teilchenschauer zur Folge haben, die zusammengenommen fast die 15 000-fache Masse eine Protons haben.

Servus Julian apostata .

Ergibt sich die obgenannte Masse vom ca. 15000 - fachen aus der freiwerdenden Bindungsenergie ???

Wenn ja , würde mir das die unheimliche Zerstörungsenergie bei der Kernspaltung ( Atombmbe ) erklären .

G.v.Luki.

[julian apostata]

Zitat von Luki

Servus Julian apostata .
Ergibt sich die obgenannte Masse vom ca. 15000 - fachen aus der freiwerdenden Bindungsenergie ???

Wenn ja , würde mir das die unheimliche Zerstörungsenergie bei der Kernspaltung ( Atombmbe ) erklären .
G.v.Luki.

Am besten stell ich mal ein Gedankenexperiment vor, was ein gewisser Max Born mal veröffentlicht hat.

Ich hoffe, bei der ersten Formel sieht ein jeder, dass hier gelten muss:
„u+c=c“













Stößt nun eine Masse beispielsweise mit (15/17) *c auf eine andere masse mit der gleichen Ruhemasse, so bewegen sich nach diesem unelastischen Stoß beide Massen mit der relativistischen Hälfte weiter und das ist 0,6*c. Ich hoffe, allein aus der Grafik geht klar hervor warum.

Nun haben meinetwegen beide Raumschiffe 8 kg Ruhemasse. Damit es nun aber auch mit dem Impulserhaltungsgesetz klappt, muss man dem linken Raumschiff eine Impulsmasse von

8 kg/wurzel(1-15²/17²)=17kg

Impuls vor dem Stoß: 17kg*(15/17)*c=15kg*c
Impuls nach dem Stoß: (17kg+8kg)*0,6*c=15kg*c

Die Impulsbilanz stimmt also

Und jetzt die Impulsbilanz aus Erdsicht. Zwei Raumschiffe kommen frontal aufeinander zugeschossen und haben zusammengenommen eine Impulsmasse von

16 kg/wurzel(1-0,6²)=20 kg

Und diese Impulsmasse bleibt nun auch im Ruhezustand erhalten. Die aufgenommene kinetische Energie hat nämlich 4 kg Masse.
Überprüfen wir nochmals die Impulsbilanz.

20kg/wurzel(1-0,6²)=25kg
Und 25kg*0,6*c=15kg*c.

Wer die allgemeine Ableitung sehen will, muss auf meine Website kommen.
Dieses Rechenbeispiel ist jetzt kein Schmarrn. Tatsächlich kommen derartige unelastische Stöße bei Supernovaausbrüchen vor und wenn sich 2 kleinere Atomkerne zu einem größeren Atomkern vereinigen, so kann das Ganze mehr wiegen, als die Summe seiner Einzelteile, ganz einfach weil die aufgenommene kinetische Energie selbst eine Masse besitzt.

Und wenn der Mensch nun diese kinetische Energie wieder freisetzt, kann das fatale Folgen haben.

[julian apostata]

Ich will ja hier nicht unbedingt zum Alleinunterhalter werden, aber vielleicht ist es ganz interessant, wenn man noch zwei einfache Rechenbeispiele sich anschaut und zwar

1.ein großes aber langsames Objekt
2.ein kleines aber schnelles Objekt




Das große Objekt ist ein 1000-Tonnenmeteorit welcher mit 30km/s (=0,0001*c) zur Erde unterwegs ist.

Der kleine Eingrammmeteorit hat 0,986*c drauf

Beide Objekte bringen allerdings dieselbe kinetische Energie mit, mit anderen Worten.

Zusätzlich zu ihrer Eigenmasse bringen beide Objekte 5 zusätzlich Gramm mit und damit auch dieselbe kinetische Energie, nämlich

0,005 kg *9*10^16m²/s²=4,5*10^14Joule=125Millionen Kilowattstunden=14 000Kilowattjahre.

Eine schöne Matheaufgabe für Schüler der 9.Klasse würde hier nun lauten.

Leite am Beispiel des großen Meteoriten die Formel E=m*c² ab.

[Luki]

Zitat von julian apostata

Ich will ja hier nicht unbedingt zum Alleinunterhalter werden, aber vielleicht ist es ganz interessant, wenn man noch zwei einfache Rechenbeispiele sich anschaut und zwar

1.ein großes aber langsames Objekt
2.ein kleines aber schnelles Objekt




Das große Objekt ist ein 1000-Tonnenmeteorit welcher mit 30km/s (=0,0001*c) zur Erde unterwegs ist.

Der kleine Eingrammmeteorit hat 0,986*c drauf

Beide Objekte bringen allerdings dieselbe kinetische Energie mit, mit anderen Worten.

Zusätzlich zu ihrer Eigenmasse bringen beide Objekte 5 zusätzlich Gramm mit und damit auch dieselbe kinetische Energie, nämlich

0,005 kg *9*10^16m²/s²=4,5*10^14Joule=125Millionen Kilowattstunden=14 000Kilowattjahre.

Eine schöne Matheaufgabe für Schüler der 9.Klasse würde hier nun lauten.

Leite am Beispiel des großen Meteoriten die Formel E=m*c² ab.

Servus julian apostata .

Das mit der Bewegungsenergie ( kinetische Energie )
leuchtet mir ein .

Ein Beispiel aus dem Alltag :
Die verherenden Auswirkungen zweier frontal zusammenstoßender PKW´s im Strassenverkehr .
Beim Zusammenstoß wird die Bewegungsenergie frei .

Aber wie ist es mit der Bindungsenergie im Atomkern
oder größeren Festkörpern .

Ich habe gelesen daß das Gewicht der einzelnen
Neutronen und Protonen zusammengezählt mehr wiegt
als vereint im Atomkern .
Nämlich abzüglich der Energie ( Gewicht ) der Bindungsenergie .

Gibt´s da , auch für mich , eine einleuchtende Erklärung .

G.v.Luki.

[julian apostata]

Zitat von Luki

Ich habe gelesen daß das Gewicht der einzelnen
Neutronen und Protonen zusammengezählt mehr wiegt
als vereint im Atomkern .

Nein, nicht immer, sondern würde nämlich die Kernfusion in der Sonne nicht funktionieren und uns gäbe es nicht!

Das Heliumatom wiegt nämlich weniger als die Summe seiner Einzelteile, nämlich ca. ein Hundertstel. Dieser Differenzbetrag verwandelt sich dann in Energie.

Das ist so, bis hin zum Eisenatom. Diese Verschmelzungsvorgänge kann man auch als exotherme Reaktionen bezeichnen.

Bei der Fusionierung von schwereren Atomen ist dagegen deren Gewicht größer als die Summe seiner Einzelteile. Bei der Erzeugung überschwerer Atome muss also Energie aufgewendet werden, es ist also ein endothermer Vorgang.

Die Spaltung dieser Atome ist dagegen wieder ein exothermer Vorgang.

[Luki]

Zitat von julian apostata

Nein, nicht immer, sondern würde nämlich die Kernfusion in der Sonne nicht funktionieren und uns gäbe es nicht!

Das Heliumatom wiegt nämlich weniger als die Summe seiner Einzelteile, nämlich ca. ein Hundertstel. Dieser Differenzbetrag verwandelt sich dann in Energie.

.

Servus .

Aber genau das hatte ich geschrieben .

Auszug aus meiner vorigen Post:

"""""Aber wie ist es mit der Bindungsenergie im Atomkern
oder größeren Festkörpern .

Ich habe gelesen daß das Gewicht der einzelnen
Neutronen und Protonen zusammengezählt mehr wiegt
als vereint im Atomkern .
Nämlich abzüglich der Energie ( Gewicht ) der Bindungsenergie .

Gibt´s da , auch für mich , eine einleuchtende Erklärung ."""""

G.v.Luki.

[julian apostata]

Zitat von Luki

"""""Aber wie ist es mit der Bindungsenergie im Atomkern
oder größeren Festkörpern .

Ich habe gelesen daß das Gewicht der einzelnen
Neutronen und Protonen zusammengezählt mehr wiegt
als vereint im Atomkern .

Wie gesagt, das ist nur der Fall jenseits von Eisen im Periodensystem.
Ich versuch noch ein anderes Beispiel. Wieviel wiegen Armburst und Pfeil zusammen genommen?

Der Pfeil wiegt 0,2 kg und kann von der Armbrust mit 300m/s abgeschossen werden.

Die kinetische Energie errechnet sich so:

0,5*0,2kg*(300m/s)²=9000Joule

Diese 9000 Joule müssen mindestens als Arbeit aufgewendet werden, wenn man die Armbrust spannen will. Damit dürfte auch klar sein, dass die gespannte Armbrust mehr wiegen muss als die Summe seiner Einzelteile, nämlich

E=mc² also m=E/c² also
m=9000 Joule/(9*10^16m²/s²)=10^-13kg=0,1Nanogramm

0,1 Nanogramm wiegt die Armbrust dann mehr, wenn man ihr 9000 Joule an “Bindungenergie” hinzu fügt.

[julian apostata]

Okay, Eines noch, und zwar die umgekehrte Kernspaltung (umgekehrter Schuss mit der Armbrust)! Wie schnell mussten in einer Supernova zwei Atomkerne zusammenstoßen, damit das neue Atom etwa ein Tausendstel mehr wog, als die Summe seiner Einzelteile…

…auf dass der Mensch 6 Milliarden Jahre später seinen Unfug damit treiben konnte.




Auch das kann man mit einer einfachen Überschlagsrechnung ermitteln.