energie oplaan in de vorm van massa en gebruiken als voortstuwing

[HansH]

Dus dan moeten we uitrekenen hoeveel impuls daarmee gemoeid is en of dat dan precies het verschil verklaart. en wat gebeurt er als je de batterij niet oplaadt, maar de energie die je opvang gewoon wegdissipeert in je zonnepanelen? in dat geval mag je dan ook geen netto impuls overhouden door de instraling. dus dat moet je dan ook aantonen dat dat zo is. Dus 2 acties om te doen.

[wnvl1]

Om te oefenen...

Een massa van 1kg beweegt over een wrijvingsloze vloer met een snelheid van 10m/s. De massa heeft een bovenoppervlak van 1m². De vloer wordt loodrecht bestraald met een intensiteit van 1W/m². Hoe lang duurt het eer de snelheid is teruggevallen tot 1m/s?

[HansH]

Om te oefenen...

Een massa van 1kg beweegt over een wrijvingsloze vloer met een snelheid van 10m/s. De massa heeft een bovenoppervlak van 1m². De vloer wordt loodrecht bestraald met een intensiteit van 1W/m². Hoe lang duurt het eer de snelheid is teruggevallen tot 1m/s?

ik neem aan dat je dan aanneemt dat alle straling geabsorbeerd wordt? ik zou alleen niet weten hoe je dat moet uitrekenen. maar het is natuurlijk ook niet eerlijk om die afremkracht te gebruiken als verklaring voor mismatch tussen lege en geladen accu. immers dan moet je met dezelfde intensiteit vanaf de andere kant ook instralen en het verschil tussen die 2 nemen. als de snelheid 0 is is dat verschil ook 0. dat verschil zal niet 0 zijn als het voorwerp snel beweegt vanwege dopplereffect met rood en blauw shift als gevolg. je zou dat dan moeten uitrekenen voor de lage snelheden waarmee de batterij versnelt wordt. maar of dat iets doet bij de 1e-10 m/s die overblijft waar we het hier over hebben is de vraag

[Professor Puntje]

Die reactie was te verwachten, mij interesseert wnvl1's vraagstuk wel. En ik zal er dan ook een nieuw topic over starten.

[HansH]

Die reactie was te verwachten, mij interesseert wnvl1's vraagstuk wel.

ik snap even niet de link tussen mijn reactie en jouw conclusie dat zijn vraagstuk mij niet interesseert.
waar het om gaat is dat je voor het helder krijgen van het batterijprobleem 2 van die zeilen aan elke kant moet zetten en van elke kant met dezelfde intensiteit beschijnen. vraag is dus of jij die redenatie kunt volgen. blijkbaar niet gezien jouw antwoord.

[HansH]

als je energie vanaf 1 kant instraalt dan voeg je netto impuls toe aan het systeem dus dat kun je niet gebruiken om aan te tonen dat na 1 cyclus van mijn voorstel alles stil staat, immers die impuls zou dan een netto snelheid over moeten laten na 1 cyclus. dus als je daarmee kunt berekenen dat het systeem stil gaat staan na 1 cyclus dan heb je juist aangetoont dat er impuls bij gemaakt wordt uit het niets zoals ik dus dacht.

[HansH]

sorry ik heb de vraag verkeerd gelezen. er staat 'bovenoppervlak' en ik interpreteerde dat als oppervlak van de bovenste massa en instraling vanaf de zijkant. maar het is instraling haaks op de bewegingsrichting dus ok.

[HansH]

Als je rekening wil houden met de toename in massa van een opgeladen batterij, dan moet de rest van de berekeningen ook relativistisc. Die verschillen zijn relevant gezien de miniscule toename in massa van een volle batterij.

als de batterij gewoon stil staat en ik ga hem opladen met een energie E, ben je het er dan wel mee eens dat de massa zoals je die met een balans bepaalt toeneemt met delta_m=E/c² ?

[HansH]

nog even een andere invalshoek. stel even dat ik ipv een batterij een theoretisch stuk radioactief materiaal neem wat heel snel vervalt. stel ik heb 1 kg materiaal en doe daar dezelfde procedure mee als met de batterij. dus
1) versnellen met F gedurence t1
2) wachten tot 1% van de massa kwijtgeraak is in de vorm van straling
3) versnellen met -F gedurence t1
4) eindresultaat is dan als het uitstralen geen inpuls heeft opgelevert dat dan de massa een netto snelheid heeft terwijl de massa die de kracht heeft gelevert dan stil staat, dus is er impuls bijgekomen.
als dat volgens de natuurkunde niet kan dan moet dus de uitgezonden straling die alle richtingen is opgestraald die zelfde impuls toename hebben maar dan met tegengesteld teken.
andere mogelijkheid is dat de straling tijdens het uitzenden een netto kracht heeft veroorzaakt die precies de massa zodanig heeft afgeremd dat na aanbrengen van -F gedurence t1 alles precies stilstaat.
Dat is dus de actie om te bewijzen welke van de 2 het is en hoe dat ontstaan is.

[wnvl1]

Je moet het misschien zelf nog eens teruglezen. Maar stap 4 is wel heel moeilijk leesbaar. Je zult moeten proberen om het iets nauwkeuriger op te schrijven.

[HansH]

4) wat is het te verwachten eindresultaat en waarom?
a) radioactieve massa heeft een netto snelheid?
b) radioactieve massa heeft geen netto snelheid?

als het a) is en de totale impuls moet behouden blijven waar is dan de rest van de impuls gebleven?
als het b) is hoe kan het dan dat een kleinere massa die versneld wordt gedurende traject 3) met dezelfde kracht gedurende dezelfde tijd toch geen netto snelheid over houdt tov traject 1)

[HansH]

het moet toch nog iets anders opgeschreven (kon het bericht helaas niet meer wijzigen dus nu staat het er fout in voorgaand bericht)

4) wat is het te verwachten eindresultaat en waarom?
a) radioactieve massa heeft een netto snelheid?
b) radioactieve massa heeft geen netto snelheid?

Volgens de formule F=m×dv/dt geldt F×dt=m×dv dus is F×dt equivalent met m×dv is de impuls verandering.

als het a) is dan is de totale impuls behouden, immers F×dt is 2 keer geleverd met 2e keer een tegengesteld teken dus impuls verandering is samen gelijk aan 0, dus is het resultaat dat er inderdaad een netto snelheid moet zijn omdat de massa kleiner is geworden immers m×dv_heen op de heenweg moet dan gelijk zijn aan (m-delta_m)×dv_terug op de terugweg dus vanwege behoud van impuls moet er een snelheidsverschil overblijven. dus lijkt logisch dat het dan a) is.
als het b) is hoe kan het dan dat een kleinere massa die versneld wordt gedurende traject 3) met dezelfde kracht gedurende dezelfde tijd toch geen netto snelheid over houdt tov traject 1) dan is immers de totale impuls niet behouden mbt de massa en moet er dus impuls zijn gaan zitten in de uitgestraalde energie. hoe bereken je dan die impuls van de uitgestraalde energie?

[HansH]

mbt optie b) moet het dan zo zijn dat gedurende het uitstralen van de massa in de vorm van straling zich dat uit in een aandrijf kracht die gedurende de tijd t_straal dat er uitgestraald is een impuls ∫F(t)×dt geleverd heeft van t=0 tot t=t_straal dat snelheidsverschil wordt dan gecompenseerd gedurende traject 3) versnellen met -F gedurence t1 en levert dan als eindresultaat op dat beide massa's in rust zijn tijdens traject 4.

maar het probleem wat ik heb met die redenatie is dat als je het bekijkt in het referentieframe van de stralende massa dat die massa dan tijdens het stralen gewoon stilstaat in zijn eigen referentieframe en rondom straalt met intensiteit naar alle kanten gelijk, dus kan dat nooit een netto kracht opleveren die de massa dan kan versnellen en dus situatie b kan verklaren. dus blijft alleen situatie a over waarbij behoud van totale impuls geldt.

[HansH]

vanuit het referentieframe van de stilstaande waarnemer ziet die waarnemer in situatie 4a) de radio actieve massa bewegen met een eindsnelheid en dus een restimpuls die er eerst niet was. hij ziet tijdens het uitstralen van de energie dat de massa beweegt en dus ziet hij de straling aan de ene kant van de massa die naar hem toekomt met een lagere golflengte dan aan de andere kant die van hem af gaat. dus vanuit zijn perspectief ziet die waarnemer een netto impuls van de straling. die impuls moet dan precies gelijk zijn aan de impuls van de bewegende massa die hij zet. samen dus impuls=0 en dus behoud van impuls zoals de natuurkunde eist. dus klopt het.

conclusie is dan dus dat je inderdaad een netto snelheid over kunt houden door energie toe te voeren omdat de som van de toegevoerde impuls van de straling gelijk is maar tegengesteld aan de toegevoerde impuls die leidt tot het eindresultaat a) met bewegende massa.
dus is de conclusie datje op die manier massa kunt versnellen zonder de wet van behoud van impuls te schenden.

wat je dus feitelijk aan het doen bent is de stralingsenergie die je gebruikt om de batterij op te laden of de radioactiviteit weg te laten stralen gebruikt om de massa te versnellen dus is dat aandrijf impuls die vrij komt.

[HansH]

volgende stap om te doen is om mbt de conclusie van dit topic: viewtopic.php?p=1262439#p1262439
uit te rekenen hoe veel massa je met de opgeslagen straling 'bevriest' tgv het opladen van de batterij en dan te berekenen of de netto snelheid tussen impuls F x t1 overdragen aan lege en volle batterij dan dezelfde snelheid oplevert als het afremmen van de constructie door de lichtdruk in het referentieframe van de bewegende massa.