Beschleunigte Meteoriten und Energieerhaltungssatz - Ein Widerspruch ?

Mich beschäftigt folgende Frage:

Bewegt sich ein Meteortit nahe an einem Planeten vorbei, so wird er durch dessen Gravitation beschleunigt.
Rein rechnerich müßte der Meteorit nach dem Vorbeiflug am Planeten wieder um den gleichen Betrag abgebremst werden, weil die gleiche Gravitation, die ihn zuvor beschleunigte, ihn jetzt von hinten erwischt. und abbremst.

Wir wissen jedoch, das der Meteorit seine erhöhte Geschwindigkeit beibehält.
Woher erhält der Flugkörper seine Energie? Nach dem Energieerhaltungssatz kann keine Energie aus dem nichts geschaffen werden.

Hallo Hans-m

Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1435-1:

Wir wissen jedoch, das der Meteorit seine erhöhte Geschwindigkeit beibehält.

Ich nicht.

Scherz beiseite: Es ist so, wie du vermutet hast, dass es nicht ist:

Zitat:

Rein rechnerich müßte der Meteorit nach dem Vorbeiflug am Planeten wieder um den gleichen Betrag abgebremst werden, weil die gleiche Gravitation, die ihn zuvor beschleunigte, ihn jetzt von hinten erwischt. und abbremst.

Der Meteorit beschleunigt nur, solange er sich in einen gravitativen "Potenzialtopf" hineinbewegt. Verlässt er diesen Potenzialtopf wieder, so wendet er dafür Energie auf und verliert an Geschwindigkeit.

Hallo Zeitreisende,

Zeitreisende schrieb in Beitrag Nr. 1435-2:

ich ziehe in Betracht, dass es eine Energie aus dem Nichts gibt, eine Energie, die vermutlich nicht in Betracht gezogen wird aus dem bisherigen wissenschaftlichen Aspekt heraus.

Ich kann nur empfehlen, soetwas erst dann in Betracht ziehen, wenn man zuvor geprüft hat, dass es vom bisherigen wissenschaftlichen Aspekt heraus keine Erklärung für das Beobachtete gibt.

Es gibt viele, die behaupten, irgendetwas sei so und so... Die Prüfung fängt damit an, zu hinterfragen, ob das Behauptete tätsächlich so ist, wie es behauptet wird.

Hallo zusammen,

nach dem 1. Keppler'schen Gesetz [1] beschreibt der Meteorit eine Ellipse um den Planeten und zwar bezüglich dessen Inertialsystems. Bezüglich dieses Inertialsystems sind Beschleunigung und Abbremsung symmetrisch und es gilt:

Zitat:

Rein rechnerich müßte der Meteorit nach dem Vorbeiflug am Planeten wieder um den gleichen Betrag abgebremst werden, weil die gleiche Gravitation, die ihn zuvor beschleunigte, ihn jetzt von hinten erwischt. und abbremst.

Bezüglich der Sonne bewegt sich jedoch der Planet und bezüglich des Inertialsystem der Sonne kann der Meteorit durch die Begegnung mit dem Planeten final beschleunigt werden und es gilt wesentlich

Zitat:

Wir wissen jedoch, das der Meteorit seine erhöhte Geschwindigkeit beibehält.

Die Geschwindikeit des Planeten bezüglich der Sonne wird dem Meteoriten quasi aufaddiert. Diese Technik "Swingby" [2] wurde bei den Voyager Raumsonden eingesetzt, um die Maximal-Geschwindikeit, die der "Impulsantrieb" erzeugen kann, wesentlich zu erhöhen.

lg
Thomas

[1] http://de.wikipedia.org/wiki/Keplersche_Gesetze
[2] http://www.bernd-leitenberger.de/swingby.shtml

Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1435-1:

Wir wissen jedoch, das der Meteorit seine erhöhte Geschwindigkeit beibehält.
Woher erhält der Flugkörper seine Energie?

Tschuldigung. Nach der Erläuterung Thomas des Großen weiß ich es nun auch. Ich hatte nur den Planet und den Meteorit im Inertialsystem des Planeten berücksichtigt.

Woher erhält der Meteorit also seine Energie? Er entnimmt sie der kinetischen Energie des Planeten, die dieser in Bezug auf die Sonne hat, weil er sich in einer Ellipse um dieselbe bewegt. Nachdem der Komet wieder abgedampft ist, deht sich der Planet dann langsamer um die Sonne, als vorher.

Hallo Zeitreisende,

Zeitreisende schrieb in Beitrag Nr. 1435-6:

das ist doch prima, wenn du eine Erklärung hast. Ich hatte auch eine. Deine Erklärung war, etwas anderes in Beracht zu ziehen, meine auch. Ich kann darin kein Unterschied feststellen.

Aber ich:

Natürlich ist eine Erklärung nicht unbedingt die Lösung. Man muss aber Folgendes unterscheiden: Es gibt Dinge, die man überprüft hat und die man deshalb als wahr erkannt hat - und es gibt Dinge, die man zwar annehmen kann, von denen man aber noch nicht weiß, ob sie wahr sind.

Geht man nun von den erstgenannten (den wahren) Dingen aus und erklärt damit z.B. die Sache mit dem Meteoriten, so hat man zwei Vorteile. Erstens gibt es von den überprüften (wahren) Dingen viel weniger als ungeprüfte - man muss also nicht so lange nach der besten Erklärungsmöglichkeit suchen. Zweitens kann man sich ziemlich sicher sein, dass die Erklärung richtig ist, wenn sie aus wahren Annahmen abgeleitet ist.

Nun muss ich einräumen, dass "wahr" oder "falsch" durchaus vom Bezugssystem der Fragestellung abhängig ist. Es gibt also nicht die absolute, wissenschaftliche Wahrheit (das hat Thomas der Große mir ja in diesem Thread gezeigt).

Aber dennoch: Wenn die Fragestellung klar ist, ist es m.E. immer sinnvoller mit bewiesenen Annahmen zu argumentieren, als mit Annahmen aus dem Gefühl oder Bauch heraus. Letztere können zwar stimmen, aber das ist nicht sehr wahrscheinlich, weil es viel mehr Möglichkeiten gibt etwas Falsches anzunehmen, als das Richtige.

Zeitreisende schrieb in Beitrag Nr. 1435-2:

... ich ziehe in Betracht, dass es eine Energie aus dem Nichts gibt,...

Hallo Zeitreisende,

das wäre schön, all unsere Energieprobleme wären lösbar.
Leider gibt es keine Energie aus dem Nichts. Energie kann nicht aus dem Nichts gewonnen werden, sondern die verschiedenen Energieformen sind nur ineinander umwandelbar. Dies besagt der Erste Hauptsatz der Thermodynamik.

Aber selbst diese Umwandlung lässt die Natur nicht einfach so mit sich machen. Sie verlangt dafür Zins in einer harten "Währung". Diese Währung nennt man Entropie. Dies besagt der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1435-1:

Bewegt sich ein Meteorit nahe an einem Planeten vorbei, so wird er durch dessen Gravitation beschleunigt. Rein rechnerisch müsste der Meteorit nach dem Vorbeiflug am Planeten wieder um den gleichen Betrag abgebremst werden, weil die gleiche Gravitation, die ihn zuvor beschleunigte, ihn jetzt von hinten erwischt. und abbremst. Wir wissen jedoch, das der Meteorit seine erhöhte Geschwindigkeit beibehält.

Hallo Hans-m,

woher weißt du, dass der Meteorit seine erhöhte Geschwindigkeit beibehält? Kannst du mir dafür eine Quelle nennen?

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1435-10:

woher weißt du, dass der Meteorit seine erhöhte Geschwindigkeit beibehält? Kannst du mir dafür eine Quelle nennen?

Ich kenne kein genaues Beispiel, ich weiß nur, daß der Effekt auch bei der Bescheunigung von Satelliten angewendet wird.

zwischenzeitlich hab ich etwas recherchiert, für alle, die es auch interessiert:, Info unter:
http://www.astrophysik.uni-kiel.de/~hhaertel/Mechan...

Hallo,

Claus schrieb:

Zitat:

Woher erhält der Meteorit also seine Energie? Er entnimmt sie der kinetischen Energie des Planeten, die dieser in Bezug auf die Sonne hat, weil er sich in einer Ellipse um dieselbe bewegt. Nachdem der Komet wieder abgedampft ist, deht sich der Planet dann langsamer um die Sonne, als vorher.

Dieses Manöver ist in der Raumfahrt als 'swing by' bekannt.
Hier ist eine schöne Animation dazu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Swing_by

Gruß

Zitat:

Er entnimmt sie der kinetischen Energie des Planeten, die dieser in Bezug auf die Sonne hat, weil er sich in einer Ellipse um dieselbe bewegt. Nachdem der Komet wieder abgedampft ist, dreht sich der Planet dann langsamer um die Sonne, als vorher.

Welche Auswirkung hat das ganze auf den Planeten ?

Der Planet befindet sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne, und das schon seit Mrd. Jahren.
die ist aber nur möglich, weil Fliehkraft und Anziehungskraft zur Sonne im Gleichgewicht sind.

Wird der Planet jetzt aber langsamer, so stimmt das Gleichgewicht nicht mehr. Die Anziehungskraft ist nun um einen geringen Betrag größer als die Fliehkraft.

Der Planet wird deshalb nicht schon morgen oder nächste Woche in die Sonne stürzen, aber wie sieht es langfristig aus?

Wie verändert sich die Kreisbahn, oder Elipse, des Planeten um die Sonne nach 1000, 1 Mio oder 1 Mrd Jahren?

- oder wäre die Veränderung der Planetenbahn erst feststellbar, wenn die Sonne längst erloschen ist? Dann würde es sowieso niemand mehr stören.

Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1435-11:

Ich kenne kein genaues Beispiel, ich weiß nur, daß der Effekt auch bei der Bescheunigung von Satelliten angewendet wird. Zwischenzeitlich hab ich etwas recherchiert, für alle, die es auch interessiert:, Info unter:
http://www.astrophysik.uni-kiel.de/~hhaertel/Mechan...

Hallo Hans-m,

danke für den Link. Diesem Link entnehme ich folgende Informationen:
1. Wenn der Planet ruht, triit keine Erhöhung der Geschwindigkeit des Satelliten am Schluss ein.

2. Nur wenn der Planet sich in eine bestimmte Richtung bewegt, dann hat der Satellit am Schluss eine höhere Geschwindigkeit als am Anfang.

3. Der Autor schreibt: "Bei der Suche nach einer Antwort kann es hilfreich sein zu bedenken, dass die gesamte Energie und der gesamte Impuls des Systems Planet/Satellit erhalten bleibt."

Mit (3) ist deine Eingangsfrage beantwortet. Die Energie des Gesamtsystems bleibt erhalten. Kein Energieqäntchen muss aus dem Nichts kommen.

M.f.G. Eugen Bauhof