sciencetalk

Ik had een vraagje,
in Japan gebruiken ze een magneten als voortstuwing bij een trein.
 
weet iemand misschien hier wat de maximale snelheid is van een versnelling met een baan van magneten ?
Ik dacht zo dat we dan misschien een acceleratie rails kunnen bouwen van ongeveer 100 km in de ruimte in lengte,en zo raketten daar op zetten en het heelal in sturen ?

Over dat idee wordt al nagedacht en wat getest, zie hier en hier.
 
100 kilometer hoog is technisch nog lang niet haalbaar.

Hallo Danny,

 

Er is alleen een maximum kracht op magnetische rails. Aangezien de massa constant blijft impliceert dit dus dat er enkel een maximumsnelheid is (F = m*a, met m een constante). Acceleratie a(t) is de afgeleide van snelheid v(t), als je nu de maximum acceleratie in achting neemt (de acceleratie die een bepaalde massa heeft bij de maximum kracht die de magneten kunnen opwekken), dan zal de snelheid v(t) = a_max * t.
 
De tijd voordat het object de acceleratierails verlaat is t(x) = sqrt(2x/a_max)
 
Als de gegenereerde kracht van door de magneten 3 800 000 N  is (bv. 38 Tesla magneten, en je geeft het oppervlak van de raketten een elektrische lading van  één Coulomb). Dan zou de maximum acceleratie a_max = 135,71 m/s^2 voor een raket met massa m = 28 000 (gewicht van de spaceshuttle).
Dan zou de tijd ∆t waarin de raket geaccelereerd word t(100 km) = 38,39 s zijn. In deze tijd is de bereikte snelheid (en dus de maximumsnelheid) v_max = v(38,39 s) = 5209,90 m/s = 18755,64 km/h. Met deze snelheid ben je op iets meer dan vier maanden op mars, maar helaas kun je dit niet in de praktijk gebruiken; de acceleratie in termen van de gravitatiekracht is namelijk 13,83 g, dan zijn de astronauten helemaal platgedrukt.
 
Indien ik je vraag anders heb opgevat en je eigenlijk wilde weten of we op deze manier raketten vanaf de aarde zelf (dus niet als beginpunt een installatie in een baan om de aarde): nee, dat gaat niet. Je hebt de zwaartekracht die constant tegenwerkt, luchtweerstand, een maar 100 km om de raket een degelijke snelheid te geven. Gewone raketten gaan met ongeveer 3 g de ruimte in. Als je een raket met de rails de ruimte in wilt krijgen heb je geen constante kracht en "gooi" je de raket eigenlijk de ruimte in. De acceleratie die je dan nodig zou hebben is ook sowieso over de 3 g. De astronauten zijn dus weer plat, en als ze dat nog niet zijn dan worden ze het wel als je raket terug op aarde valt (in het geval dat je niet genoeg g's hebt).
 
Dus in beide gevallen is het niet bruikbaar voor raketten met mensen. En zonder mensen is het nog steeds niet praktisch genoeg: een magneet van 38 Tesla is er een die ze in hightech laboratoria hebben, en dan ook nog maar ééntje ervan en die gebruikt dan bv. 10% van het vermogen van een hele stad. Dus een rail van zo'n magneten van 100 km is niet haalbaar qua productie en al helemaal niet qua verbruik. En als het al kon waren de toepassingen zoals gezegd gelimiteerd tot niet-menselijk transport, en ook voor gevoelige apparatuur is het op z'n zachts gezegd moeilijk.
 
Ik hoop dat je hierin een antwoord vind,
Jarno

dank een ieder,maar ik bedoel dat die rails in de ruimte word geplaatst,en hij mag ook langer zijn,hoeft ook niet in een baan op de aarde ,mag ook bijv op de maan ?

wat is de maximale snelheid die je kan krijgen ,met de interactie van magneten,met het star wars programma van Amerika ,wilde  ze een schild om de aarde zetten,dit schild zou bestaan uit kanonnen die op magnetische aandrijving zou werken,die zouden 10 000 km per uur halen

De projektielen dus van deze kannonen zouden 10 000 km per uur halen om bommen te onderscheppen
ik weet niets af van die tekentjes die u schrijft excuus,maar toch bedankt jarno 

op de maan hoeft die rails niet naar boven gericht te worden maar gewoon een rails op de grond rechtlijnig

Die magneet trein in Japan werkt door middel van de magneten een klein beetje schuin te plaatsen,en de onderkant dus de rails ,,die uit magneten bestaat,die stuurt hem aan,door middel van die magneten hoger te zetten,en zo plus tegen plus mageneten krijg je een voortstuwing.
 
maar stel je maakt een rails in de ruimte ,waar er geen weerstand is ,wat is dan de maximale snelheid die we kunnen verkrijgen ?
 
misschien,ik denk het niet,omdat er bijna geen speld tussen te krijgen is in de huidige techniek en wetenschap,kunnen we dan met zo een rails , met hoge snelheden iets afschieten, om bijv  sneller planeten te ontdekken in ons zonnestelsel

en net zoals michel uphoff zij,we kunnen een rail op een berg plaatste,om grove materialen de  ruimte te sturen,dus geen gevoelige apparatuur,dus denk bijv aan staal beton water,etenetc 
 
de rail op die berg word vacuüm geseald met een tunnel er om heen ,om snellere snelheden te krijgen
 
 
 
kan dit alles wat ik zeg ?

ok kijk hier deze werkt ook  en dit projectiel gaat al 7 keer de geluid dat is 8000 km per uur
 

 
Maar nu is de vraag,als ik een rail theoretische bouw van 3000 km bijv mag langer mag korter,in de ruimte,waar geen wijving is,wat zijn de maximale snelheden die ik dan kan bereiken?
 
Rails bestaat uit stukken magneten die hem steeds weer versnellen

Dat is wel een heel theoretisch rails, want het bouwen daarvan in de ruimte is met de huidige stand van de techniek absoluut onmogelijk en het zou ongelofelijk kostbaar worden.
 
Waar je mee te maken hebt, is de maximale versnelling die astronauten gedurende wat langere tijd kunnen weerstaan. Vier keer de versnelling hier op Aarde is dan al veel. Dat betekent dus dat de maximale versnelling zo'n 40 meter per seconde per seconde mag zijn (40 m/s²).
 
Ga je dan wat rekenen (de afgelegde weg is halve versnelling maal de tijd in het kwadraat, s = 0,5at²) dan wordt de rails van 3000 km lang na bijna 388 seconden verlaten. De snelheid is dan 388 s * 40m/s² = 15.520 meter per seconde, ruwweg 15 km per seconde. Dat zou in een gunstige situatie net voldoende kunnen zijn om het zonnestelsel te verlaten. Daarvoor heb je vanaf de aardbaan ongeveer 32 km/s nodig, maar je kan gebruik maken van zwaartekrachtslingers, zoals beide Voyagers deden. 
 
Wat de precieze snelheid wordt (de raket zal vertraagd worden door de aantrekkingskracht van de Zon, en op een gegeven moment weer versneld worden door de gravitatie van de ster) is nog heel lastig precies te berekenen, maar het zal ongeveer de snelheid van de Voyagers zijn, zo'n 16 km per seconde (klik). Met die snelheid zou het dan ruwweg 80.000 jaar duren voor de raket bij de dichtstbijzijnde ster is.
 
Verder zal een interstellaire raket nogal wat aan boord moeten hebben voor zo een lange reis en dus behoorlijk groot en zwaar zijn. Dan moet het railsysteem óf heel veel zwaarder zijn (bijvoorbeeld op de Maan gemonteerd moeten worden) óf zelf dmv raketten o.i.d. in de juiste baan en oriëntatie gehouden worden. Actie = -reactie.
 
Het is dus bepaald niet eenvoudig.. Zie voor een beschrijving van de problemen en hindernissen ook HIER.