Rotierender Zylinder im Weltraum

@Total_Recall
Da wars aber ne Ringstation. Kein ganzer Zylinder.

Wenn ich nochmal drüber nachdenke, der Ball könnte in dem speziellen Fall vielleicht recht lange wenn nicht sogar stabil in der Rotationsachse verharren. Es würde ja nicht viel Gravitation auf ihn wirken, aber die Luft in dem rotierenden gasgefüllten Körper hätte eine Wirbelströmung um die Rotationsachse und wenn man ihn mit einer Leiter vom rotierenden boden in die Rotationsachse gesteckt und losgelassen hat rotiert er und ist damit auch noch Kreiselstabilisiert. In die Richtung der Rotationsachse könnte er dann allerdings immer noch driften.

ToroInoue schrieb:Das Konzept wurde übrigens von einer sehr bekannten SciFi Videospielserie übernommen, welche erstmals 2007 erschien . Ich glaub auch in irgendeinem anderen Film mit Matt Damon im vorletzten Jahr.

Gott diese Junged. Das Konzept ist Uralt, und spätestens seit den 70er uter Gerhard O Neil ausführlich behandelt worden.


Wikipedia: Herman Potočnik

@Fedaykin

Tut mir leid, dass ich andere Interessen habe. :fuya:

Nee, ich wollte es nur KLarstellen, das eben nicht alles von daher Kommt wo man es vermeintlich gesehen hat.

Ihr habt da glaub ich einen Denkfehler bezüglich der Ruhelage in der Mitte des Zylinders.

(Anmerkung im Voraus: Alles, was hier steht, ist unter der Annahme, dass die Luft im Zylinder ignoriert wird)

In diesem Zylinder gibts keine Gravitation, sondern nur eine Fliehkraft. Ein wesentlicher Unterschied ist, Fliehkraft gibts nur, wenn man mit dem Boden in Kontakt ist.

Es ist also kein spezieller Punkt, an dem man einen Ball platzieren müsste, damit er sich nicht bewegt, sondern man könnte ihn irgendwo und überall im Zylinder platzieren. Von außen betrachtet bewegt er sich nicht, aus Sicht des Zylinders beschreibt der Ball dann eine Kreisbahn. Wenn man also so einen Ball knapp über dem Boden platziert, sieht das aus Bewohner-Sicht so aus, als würde der Ball über dem Boden dahinschweben.

Mit irgendwelchen instabilen Ruhelagen hat das gar nichts zu tun, diese gibt es hier nicht.

Und einen Ball so hochzuwerfen, dass er in der Mitte hängenbleibt, ist auch unmöglich. Denn wenn man den Ball wirft, hat er ja eine (absolute) Geschwindigkeit, und die wird er beibehalten, bis er irgendwo wieder auf den Zylinder trifft. Also ausgenommen der Fall, man wirft ihn waagerecht in die richtige Richtung genau so, dass er keine Absolutgeschwindigkeit hat (siehe der Fall oben), aber dann kommt er ja auch nicht zur Mitte hin.

@Fedaykin

Fedaykin schrieb:Gott diese Junged. Das Konzept ist Uralt, und spätestens seit den 70er uter Gerhard O Neil ausführlich behandelt worden.

Was meinst du, wie alt ich mir vorgekommen bin, als vor ein paar Jahren der Trailer für das X-Com-Remake auf YouTube auftauchte, und einer hat sich beschwert, das wäre doch nur ein weiterer Halo-Abklatsch...

@Fedaykin

Das weiß ich. Ich bedankte mich auch für perttivalkonens Beitrag.

Fedaykin schrieb:Gott diese Junged.

Das war nur sehr unfreundlich, vorurteilend und grießgrämig.

@Mercom

Durch das rotieren des Zylinders soll die Zentrifugalkraft angeblich dafür sorgen, dass man sich innerhalb des Objektes wie auf der Erde bewegen kann. Es wird quasi eine künstliche Schwerkraft erzeugt. Wobei diese Schwerkraft eigentlich eher die Fliehkraft ist. Da stellt sich schon die Frage, wie man denn das System steuern will. Die Fliehkraft darf nicht zu schwach oder zu stark sein, da beides negative Auswirkungen auf den Menschen hätte.
Man muss sie also so erschaffen, wie es auf der Erde der Fall ist. Doch schon da wird es schwierig. Erstmal muss man eine nötige Technik haben, die es schafft den Zylinder in einer immer gleichen Geschwindigkeit rotieren zu lassen. Desweiteren muss man auch einen Sensorik erfinden, die die Kraft permanent misst und diese bei Bedarf anpasst.
Wenn ich mir das grade so überlege, müsste man nicht eigentlich immer am Boden "kleben", wenn man in einem Objekt mit Fliehkraft ist? Ich denke nicht, dass man einfach normal laufen kann.

@MareTranquil

MareTranquil schrieb:In diesem Zylinder gibts keine Gravitation, sondern nur eine Fliehkraft.

Ein Hohlzylinder mit Ökosystem, in dem Häuser mit Fenstern stehen durch die man einen Ball kicken kann, und in dem 1g Radialbeschleunigung auftreten die sich ähnlich anfühlen wie die Gravitation auf der Erde hätte in der Realität wohl zumindest viele Millionen Tonnen. Wenn der Zylinder luftleer wäre und ohne Beschleunigung im leeren Raum verharrt bzw eine reine Rotationsbewegung ausführt, und auch sonst keine anderen Kräfte auf den Ball in der Mitte wirken müsste sich diese instabile Ruhelage aufgrund der Gravitation doch trotzdem ergeben.

MareTranquil schrieb:Es ist also kein spezieller Punkt, an dem man einen Ball platzieren müsste, damit er sich nicht bewegt, sondern man könnte ihn irgendwo und überall im Zylinder platzieren. Von außen betrachtet bewegt er sich nicht, aus Sicht des Zylinders beschreibt der Ball dann eine Kreisbahn. Wenn man also so einen Ball knapp über dem Boden platziert, sieht das aus Bewohner-Sicht so aus, als würde der Ball über dem Boden dahinschweben.

Das stimmt, wenn man annimmt dass keine Kraftübertragung zwischen dem Zylinder und dem Ball stattfindet. Nimmt man den Zylinder als luftgefüllt an, dann werden denke ich die Luftströmungen bestimmen was mit ihm geschieht, weil die Gravitation im Vergleich sehr klein ist.

MareTranquil schrieb:Mit irgendwelchen instabilen Ruhelagen hat das gar nichts zu tun, diese gibt es hier nicht.

Wenn man die Graviation vernachlässigt und von einem luftleeren Zylinder ausgeht, bzw überhaupt davon ausginge dass keine Kraftübertragung zwischen Zylinder und Ball stattfindet, gibt es sogar unendlich viele instabile Ruhelagen. Denn egal wo man den Ball platziert, er bleibt ohne äußeren Einfluss dort (deshalb ist es eine Ruhelage), aber eine kleine Störung führt dazu dass er eine Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Zylinder bekommt und sich für immer aus dieser Position entfernt (deshalb ist sie instabil).

Yotokonyx schrieb:Doch schon da wird es schwierig. Erstmal muss man eine nötige Technik haben, die es schafft den Zylinder in einer immer gleichen Geschwindigkeit rotieren zu lassen. Desweiteren muss man auch einen Sensorik erfinden, die die Kraft permanent misst und diese bei Bedarf anpasst.

Das muss man nicht wirklich. Dieser Zylinder wäre absurd groß und schwer, ein geradezu unvorstellbar riesiges Schwungrad. Hat man den einmal in Rotation versetzt, behält er die Drehzahl (und damit auch die Fliehkraft in einem gegebenen Abstand) im luftleeren Raum ewig.

Yotokonyx schrieb:Wenn ich mir das grade so überlege, müsste man nicht eigentlich immer am Boden "kleben", wenn man in einem Objekt mit Fliehkraft ist? Ich denke nicht, dass man einfach normal laufen kann.

Naja, groß genug müsste das Objekt imho sein. Dann ändert sich die Fliehkraft über die Höhe von ein paar m ausreichend wenig dass man es nicht mehr (so stark) bemerkt.

@MareTranquil

ja, daran merkt man das man Alt wird :)

ToroInoue schrieb:Das war nur sehr unfreundlich, vorurteilend und grießgrämig.

hat aber so gut gepasst zu "Abgeschaut von Videospiel"

MareTranquil schrieb:In diesem Zylinder gibts keine Gravitation, sondern nur eine Fliehkraft.

Du meinst wie http://www.yale.edu/phys180/lecture_notes/180_Lect_31/sld007.htm (Archiv-Version vom 09.06.2015) ? Du könntest richtig liegen.

Yotokonyx schrieb: Erstmal muss man eine nötige Technik haben, die es schafft den Zylinder in einer immer gleichen Geschwindigkeit rotieren zu lassen. Desweiteren muss man auch einen Sensorik erfinden, die die Kraft permanent misst und diese bei Bedarf anpasst.
Wenn ich mir das grade so überlege, müsste man nicht eigentlich immer am Boden "kleben", wenn man in einem Objekt mit Fliehkraft ist? Ich denke nicht, dass man einfach normal laufen kann.

Also das ist nicht so Schwer einen Zylinder gleichmäßig rotieren zu lassen. Von Außen wirken ja kaum Kräfte (Sonnenwind)

Wikipedia: O’Neill-Kolonien

bzgl Größe
http://www.nss.org/settlement/space/bernalsphere.htm (Archiv-Version vom 03.07.2015)

Total_Recall schrieb:Du meinst wie http://www.yale.edu/phys180/lecture_notes/180_Lect_31/sld007.htm (Archiv-Version vom 09.06.2015) ? Du könntest richtig liegen.

Nein, da gehts um Gravitation. @MareTranquil meint, und da liegt er ganz sicher richtig, dass die Kraft die die Bewohner deines Zylinders spüren ja keine Gravitation ist, sondern Fliehkraft. Die Gravitation wird nur von der Masse der Körper (und dem Abstand) bestimmt, und weil der Zylinder nur einen winzigen Bruchteil der Erdmasse haben könnte wäre auch die Gravitation gegenüber der Fliehkraft vernachlässigbar klein.

@gerhard86

gerhard86 schrieb:und weil der Zylinder nur einen winzigen Bruchteil der Erdmasse haben könnte wäre auch die Gravitation gegenüber der Fliehkraft vernachlässigbar klein.

Wenn ich das mit der hohlen "Erde" richtig verstanden habe, dann gibt es im Inneren eben keine Gravitation, allenfalls auf der Außenseite des Zylinders Richtung Weltraum. Daher wirken im Inneren nur Fliehkräfte und alle Betrachtungen wegen des geworfenen Balls sind müßig, denn es wirken lediglich die Kräfte aus dem Wurf (Luft haben wir mal gedanklich ausgeschlossen).

Yotokonyx schrieb:Erstmal muss man eine nötige Technik haben, die es schafft den Zylinder in einer immer gleichen Geschwindigkeit rotieren zu lassen. Desweiteren muss man auch einen Sensorik erfinden, die die Kraft permanent misst und diese bei Bedarf anpasst.

Was sollte daran schwierig sein? Die Kraft kannst du mit einer Küchenwaage bestimmen und die Rotation mit einem Schwungrad.

Yotokonyx schrieb:Wenn ich mir das grade so überlege, müsste man nicht eigentlich immer am Boden "kleben", wenn man in einem Objekt mit Fliehkraft ist? Ich denke nicht, dass man einfach normal laufen kann.

Wieso? Bei einem G kannst du wie hier rumlaufen.

MareTranquil schrieb:Wenn man also so einen Ball knapp über dem Boden platziert, sieht das aus Bewohner-Sicht so aus, als würde der Ball über dem Boden dahinschweben.

Nur damit keine Missverständnisse aufkommen, wenn du auf dem Boden stehst und den Ball los lässt, fällt dieser zu Boden.

Total_Recall schrieb:Wenn ich das mit der hohlen "Erde" richtig verstanden habe, dann gibt es im Inneren eben keine Gravitation, allenfalls auf der Außenseite des Zylinders Richtung Weltraum. Daher wirken im Inneren nur Fliehkräfte und alle Betrachtungen wegen des geworfenen Balls sind müßig, denn es wirken lediglich die Kräfte aus dem Wurf (Luft haben wir mal gedanklich ausgeschlossen).

Nein, das ist falsch. Die Fliehkräfte wirken auf den Ball genauso, denn wenn ein Bewohner in deinem Zylinder steht und den Ball hält, bewegen sich Bewohner und Ball genauso schnell wie die Innenseite des Zylinders, ihrem "Boden". Damit wirken sowohl auf den Bewohner, als auch auf den Ball, die Fliehkräfte. Das ist schließlich der Sinn der künstlichen "Gravitation", die eben keine Gravitation ist sondern Fliehkraft.
Wenn man den Ball fallen lässt, behält der die Bewegung aufgrund seiner Trägheit bei, und würde damit tangential aus der Kreisbahn fliegen. Das heißt aber, dass er mit dem "Boden", also der Zylinderinnenwand kollidiert. Ist der Zylinder sehr groß, ist die Bahnkrümmung so klein dass für den Bewohner kein Unterschied zum freien Fall des Balles beobachtbar ist, wie dieser auf der Erde passieren würde. Das selbe gilt natürlich für alle möglichen Wurfbahnen, die sich nicht wesentlich an die Rotationsachse annähern, und alles sieht genauso aus wie auf der Erde.

MareTranquil hat nur festgestellt, dass die Kraft auf einen im Weltall ruhenden Ball, um den herum der Zylinder rotiert, verschwindet. Dazu müsste man den Ball von einem ruhenden Bezugspunkt aus in den Zylinder setzen, was deine Bewohner natürlich gar nicht können.

gerhard86 schrieb:Nein, das ist falsch

Von mir vielleicht unklar ausgedrückt. Bevor wir gekonnt aneinander vorbei reden, noch ein Versuch: im Inneren wirkt keine echte Gravitation durch den Zylinder. Ich war auf diesem Trip, im Inneren gäbe es echte Gravitation, daher mein Hinweis auf Lagrange.