Warum fliegen Raketen?
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- Daniel Stieber
- vor 7 Jahren
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1 Warum fliegen Raketen? Jürgen Schnack Fakultät für Physik Universität Bielefeld schnack/ Kinderuni, 5. März 2010
2 ? Physiker I Physiker I Ich bin Physiker. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 1/39
3 ? Physiker II Physiker II Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 2/39
4 ? Physiker III Physiker III Physiker untersuchen die grundlegenden Kräfte der Natur und fragen sich, was man damit machen kann. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 3/39
5 ? Physiker IV Physiker IV 1. Die Gravitation (Schwerkraft) Alle Massen ziehen sich an. Die Erde zieht uns an; wir fallen nicht herunter (auch nicht in Australien). Galileo Galilei ( ) hat die Auswirkungen der Schwerkraft in Fallexperimenten untersucht. Sterne und Planeten bleiben durch die Gravitation beieinander und bewegen sich umeinander. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 4/39
6 ? Physiker V Physiker V 2. Die starke Kraft Die starke Kraft hält die Atomkerne zusammen. Sie ist die stärkste Kraft, aber wir können sie nicht spüren, da sie nicht über den Atomkern hinausreicht! (aus wikipedia.de) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 5/39
7 ? Physiker VI Physiker VI 3. Die schwache Kraft Die schwache Kraft lässt manche Atomkerne zerfallen. Der radioaktive β-zerfall wird durch die schwache Kraft verursacht. (aus wikipedia.de) Auch die schwache Kraft können wir nicht spüren. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 6/39
8 ? Physiker VII Physiker VII 4. Die elektromagnetische Kraft Die elektromagnetische Kraft wirkt auf elektrische Ladungen. Sie ist für den elektrischen Strom (Elektronen im Draht) verantwortlich. Die elektromagnetische Kraft macht auch das Licht und die Radiowellen und den Blitz. (aus wikipedia.de) Die elektromagnetische Kraft ist auch für chemische Reaktionen wie das Verbrennen von Raketentreibstoff verantwortlich. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 7/39
9 ? Heute Heute: Warum fliegen Raketen? Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 8/39
10 ? Film Film: Start des Space Shuttle Ju rgen Schnack, Warum fliegen Raketen 9/39
11 ? Film Film: Start des Space Shuttle Warum fliegt die Rakete? Was treibt sie an? Ju rgen Schnack, Warum fliegen Raketen 10/39
12 ? Experiment 1 Experiment 1 Was passiert? Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 11/39
13 ? Experiment 1 Experiment 1 Der Skateboardfahrer erfährt einen Rückstoß! Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 12/39
14 ? Experiment 2 Experiment 2 Was ist der Unterschied? (Gibt es hier Zwillinge?) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 13/39
15 ? Experiment 3 Experiment 3 Was ist der Unterschied? (Gibt es hier jemanden, der ganz stark ist?) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 14/39
16 ? 1. Zusammenfassung 1. Zusammenfassung! Wenn man etwas wegstößt, zum Beispiel einen Medizinball, erfährt man einen Rückstoß. Der Rückstoß ist größer, wenn die weggestoßenen Masse größer ist. Der Rückstoß ist größer, wenn die weggestoßenen Masse schneller weggestoßen wird. Genauso ist das bei Raketen. Raketen erfahren eine Rückstoß durch die ausgestoßenen Gase. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 15/39
17 ? Theorie Wir machen uns eine Theorie! Mehr Schmackes = mehr Rückstoß! (Hier wird nicht gelacht! Das ist eine seriöse Theorie!) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 16/39
18 ? Theorie Wir machen uns eine Theorie! Geht es genauer? Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 17/39
19 ? Theorie Wir machen uns eine Theorie! Schmackes heißt in der Physik Impuls p = m v Impuls = Masse mal Geschwindigkeit Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 18/39
20 ? Impulserhaltung Impulserhaltung p p 1 2 Impulserhaltung: p 1 = p 2 (aber in die entgegengesetzte Richtung) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 19/39
21 ? Impulserhaltung Impulserhaltung p p 1 2 m 1 v 1 = m 2 v 2 3 kg 10 m/s = 30 kg? m/s Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 20/39
22 ? Impulserhaltung Impulserhaltung p p 1 2 m 1 v 1 = m 2 v 2 3 kg 10 m/s = 30 kg 1 m/s 3 kg 20 m/s = 30 kg? m/s Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 21/39
23 ? Impulserhaltung Impulserhaltung m 1 v 1 = m 2 v 2 p p kg 10 m/s = 30 kg 1 m/s 3 kg 20 m/s = 30 kg 2 m/s 1 kg 10 m/s = 30 kg? m/s Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 22/39
24 ? Impulserhaltung Impulserhaltung m 1 v 1 = m 2 v 2 p p kg 10 m/s = 30 kg 1 m/s 3 kg 20 m/s = 30 kg 2 m/s 1 kg 10 m/s = 30 kg 1 3 m/s (Ihr seid super!) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 23/39
25 ? Rakete Warum fliegt die Rakete? Könnt Ihr das jetzt erklären? Was treibt die Rakete an? Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 24/39
26 ? Rakete Warum fliegt die Rakete? Treibstoff verbrennt Gase (Teilchen) werden ganz schnell weggestoßen Impulserhaltung! Rakete bekommt Rückstoß Man braucht viel Treibstoff, weil die Gasteilchen nur eine ganz kleine Masse haben und die Rakete eine so große Masse hat. Außerdem: Erdanziehung, Reibung. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 25/39
27 ? Experiment Film und Experiment: Schub Raketeningeneure nicht nur, rechnen sondern messen auch. Schub ist der Gesamteffekt der ausgestoßenen Teilchen. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 26/39
28 ? Experiment Film und Experiment: Schub Kraft eines Triebwerks kann durch Zusammendrücken einer Feder gemessen werden. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 27/39
29 ? 2. Zusammenfassung 2. Zusammenfassung! Physiker haben den Impuls erfunden. p = m v Wenn zwei Teile sich voneinander abstoßen, ist ihr Impuls gleich groß und zeigt in entgegengesetzte Richtung. Damit kann man ausrechnen, welchen Rückstoß zum Beispiel eine Rakete erhält. Wer kennt noch andere Dinge, die so ähnlich funktionieren? ( Physiker sind einfach großartig.) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 28/39
30 ? Rakete lenken Rakete lenken Was passiert? Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 29/39
31 ? Rakete lenken Rakete lenken Genau! Immer an den Rückstoß denken. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 30/39
32 ? Rakete lenken Rakete lenken Habt Ihr das auch wirklich verstanden? Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 31/39
33 ? Rakete lenken Rakete lenken O.k., ich frag nicht weiter. Wir probieren das jetzt aus. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 32/39
34 ? Hausaufgabe Hausaufgabe: Backpulverrakete Testet die Backpulverrakete Aber vorsicht! Beachtet die Anleitung! Die Raketen bekommt Ihr von einem Kinderzeitschriftenverlag Blue Ocean Entertainment AG geschenkt. Ich hatte sie in der Zeitschrift Frag doch mal die Maus entdeckt. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 33/39
35 ? Ionenantrieb Andere Antribe: Ionenantrieb Ionenantriebe verbrennen nichts, sie beschleunigen stattdessen elektrisch geladene Teilchen (Ionen). Dazu gibt es auch ein Experiment. Die Ionen sind allerdings leider klein und langsam. Ju rgen Schnack, Warum fliegen Raketen 34/39
36 ? Photonenantrieb Photonenantrieb Licht besteht auch aus Teilchen (Photonen) und hat einen Impuls. (Albert Einstein) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 35/39
37 ? Warp Warp-Antrieb Das erklär ich Euch jetzt nicht. Irgendetwas müsst Ihr ja auch noch im Studium machen. Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 36/39
38 ? Dank Vielen Dank an meine Mitstreiter Arbeitsgruppe: H. Litschewsky, M. Höck, S. Leiding, R. Schnalle, J. Ummethum, O. Wendland,... Alke Rabow, Hans Bartels Service Center Medien Fakultät für Physik SchülerInnen-Büro Frag doch mal die Maus, Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 37/39
39 ? Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Und Euch allen: Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit (Ihr habt s geschafft!) Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 38/39
40 ? Links und Literatur Links und Literatur Homepage Jürgen Schnack schnack/ Teutolab Bielfeld Wikipedia Was ist was, Band 16, Planeten und Raumfahrt Webseiten der NASA Jürgen Schnack, Warum fliegen Raketen 39/39
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