zwaartekracht

[megabon]

Als de zwaartekracht zo een zwakke kracht is, in vergelijking met de andere fundamentele krachten, waarom is er dan zo veel energie nodig om de aarde met een raket te verlaten?

[flappelap]

Als de zwaartekracht zo een zwakke kracht is, in vergelijking met de andere fundamentele krachten, waarom is er dan zo veel energie nodig om de aarde met een raket te verlaten?

Uit hoeveel atomen bestaat de aarde ruwweg, denk je? Bedenk ook dat zwaartekracht altijd aantrekkend is en oneindige reikwijdte heeft.

[tempelier]

Wat is veel?
Een heel groot deel zit in het overwinnen van de wrijving van de atmosfeer.

Van de maan steeg men op met relatief hele kleine vaartuigen omdat er geen atmosfeer is.

[Xilvo]

De energie die nodig is om luchtwrijving te overwinnen valt enorm mee.
Bij de start is de dichtheid groot maar de snelheid nog laag, naarmate hoogte zowel als snelheid toenemen, neemt de dichtheid van de atmosfeer af.

De maximale dynamische druk trad zowel bij de Space Shuttle als de Apollo raketten op bij een hoogte van ca 11 km en was dan ongeveer 3,5E4 Pa. Ook op dat moment was de energie nodig om die drag te overwinnen nog minder dan die nodig om de zwaartekracht te trotseren.

Veel energie gaat zitten in het omhoog brengen van de brandstof zelf.

[HansH]

als je 2 positieve ionen naast elkaar zet dan kun je de elektrische afstoting en de zwaartekracht berekenen. de zwaartekracht is dan ordegroottes kleiner dan de elektriche kracht dus veel zwakker. de sterkte wordt dus bepaald door zowel de betrokken massa als de feitelijke kracht. dat de zwaartekracht op aarde toch zo sterk is komt vooral omdat er zoveel massa bij betrokken is. stel dat je diezelfde aardmassa aan positieve lading zou hebben (elk atoom bv 1 pluslading) (en in staat was om dat bij elkaar te houden) en een massa van een raket aan negatieve lading. reken dan maar eens uit wat voor ontsnappings snelheid je dan zou krijgen. (F=fq1q2/r^2) versus F=gm1 xm2/r^2 met f=9x10^9 en G=7x10^-11. scheelt een factor 10^20

[Xilvo]

Als je kijkt naar de elektrische- en zwaartekracht tussen twee protonen dan is het verschil zelfs nog veel groter, een factor 1,25E36

Ontsnappingssnelheid hangt dan weer af van de potentiaal (is evenredig met de wortel ervan zolang het over niet-relativistische snelheden gaat) en kan bij gelijke ladingen beter een toenaderingssnelheid worden genoemd, de snelheid die een deeltje in het oneindige moet hebben om een stationaire lading tot op een zekere afstand te naderen.

[Michel Uphoff]

Een eenvoudige maar inzichtelijke demonstratie van het enorme verschil tussen beide krachten is laten zien dat de elektromagnetische kracht tussen een piepklein magneetje en een paperclip overduidelijk veel groter is dan de zwaartekracht van de enorme massa van de aarde.

En 'zoveel' energie is maar betrekkelijk. De hoeveelheid warmte-energie de we in een in een kopje koffie van zeg eens 80 graden stoppen is genoeg om dat kopje enige tientallen kilometers omhoog te schieten (als we de luchtweerstand vergeten).

[Bladerunner]

Wat is veel?
Een heel groot deel zit in het overwinnen van de wrijving van de atmosfeer.

Van de maan steeg men op met relatief hele kleine vaartuigen omdat er geen atmosfeer is.

Het is toch voornamelijk de kleinere aantrekkingskracht van de Maan (1/6e van dat van de Aarde) die dat mogelijk maakt.

[Bladerunner]

Als de zwaartekracht zo een zwakke kracht is, in vergelijking met de andere fundamentele krachten, waarom is er dan zo veel energie nodig om de aarde met een raket te verlaten?

Deze vergelijking gaat natuurlijk helemaal mank. Naast het feit dat zwaartekracht een oneindig bereik heeft en de sterke kernkracht slechts 10^-15 m woog b.v. de Saturnus V raket van het Apollo project ± 2,8 . 10⁶ kg en 'wegen' de 3 quarks die in een proton bijeengehouden worden door de sterke kernkracht ± 9 MeV/c². Zwaartekracht speelt in dat laatste geval eigenlijk geen rol terwijl bij een raket de sterke kernkracht juist geen rol speelt. Die twee laten zich dan ook moeilijk verenigen.

[Xilvo]

En 'zoveel' energie is maar betrekkelijk. De hoeveelheid warmte-energie de we in een in een kopje koffie van zeg eens 80 graden stoppen is genoeg om dat kopje enige tientallen kilometers omhoog te schieten (als we de luchtweerstand vergeten).

Altijd leuk en verrassend, zulke vergelijkingen.

M'n eerste reactie was "echt, zó hoog?".
Terwijl als je had geschreven dat een val van zo'n hoogte genoeg energie levert om het kopje tot 80 graden op te warmen m'n eerste reactie misschien zou zijn "echt, zó heet?".

Die "intuïties" kunnen natuurlijk niet beide gelijk hebben...

[dannypje]

En 'zoveel' energie is maar betrekkelijk. De hoeveelheid warmte-energie de we in een in een kopje koffie van zeg eens 80 graden stoppen is genoeg om dat kopje enige tientallen kilometers omhoog te schieten (als we de luchtweerstand vergeten).

Altijd leuk en verrassend, zulke vergelijkingen.

M'n eerste reactie was "echt, zó hoog?".
Terwijl als je had geschreven dat een val van zo'n hoogte genoeg energie levert om het kopje tot 80 graden op te warmen m'n eerste reactie misschien zou zijn "echt, zó heet?".

Die "intuïties" kunnen natuurlijk niet beide gelijk hebben...

Ik ben er s aan gaan rekenen. Blijkt een 30-tal kilometer te zijn.
E=mgh=m.C.delta T
of
0,2 . 10. h=0,2. 4900.60
dus h is ongeveer 30000.
Verbazingwekkend en tegenintuitief een beetje idd.