Physik in ST

[FirstBorg]

Zunächst mal 2 Sachen.
Welchen wert hat a? Scheint nämlich so als hättest du erstmal die Kraft für irgendein a genommen, und dann a darüber ausgerechnet ....

Bei der Relativistischen Masse kannst du das t streichen... da spielt nur m eine rolle. Weiterhin kannst du da aus dem at auch ein v nehmen. at ist sogar falsch, denn das würde heissen das es immer weiter beschleunigt. Diese relativistische Rechnung scheint für mich für den Ionenausstoß zu sein. Da kannst du als vereinfachung annehmen das sie nicht beschleunigen, sondern direkt ihre geschwindigkeit haben. Da solltest du als die Geschwindigkeit der Ionen einsetzen.
Ich warte jetzt erstmal die Antwort ab, und denk in der Zwischenzeit über den rest nach.

[FirstBorg]

Und ne Liste mit Definitionen der einzelnen Variablen wären auch nicht schlecht... was ist denn mg?

[Phaidon]

at=Beschleunigung des Treibstoffes (kann egal sein, ersetze ich ja)
ar=Beschleunigung des Raumschiffes, habe ich 6g also 58,.. für gegeben.

In die Formel setzt man auch normal v ein. Ich habe den Gitterabstand des Ionentriebwerkes auf 1m gesetzt, sodass v=a ist.

Auch mt soll nicht m*t heißen sondern heißt Masse des Treibstoffes.
mg ist Masse gesamt, die Raumschiff Masse + geladene Treibstoffmasse.

[FirstBorg]

Ich kenne mich mit Ionentriebwerken jetzt nicht aus, aber was soll denn der Gitterabstand mit der Geschwindigkeit der Ionen zu tun?

[Phaidon]

Wenn ich nur 10 cm Gitterabstand, Strecke habe, um die Ionen auf nahe c zu beschleunigen würden die Gitter verdunsten, weil sie soviel Energie garnicht leiten können.
Also brauch ich eine längere Strecke um bei einer längeren Zeitphase mit einer niedrigeren Beschleunigung, bei der das Meterial mitmacht, die Ionen auf eine hohe Geschwindigkeit zu bringen.

[FirstBorg]

Häääää?
So wie ich die Funktionsweise verstehe, wird der Treibstoff (bei Deep Space One wars Xenon) durch das gitter geschickt. Also das Gitter ist quasi im Treibstoff drin. Durch das Gitter wird Strom geschickt und das Ionisiert das Gas, und die Ionen werden auch noch abgestoßen. Das Gitter stößt dabei keine Ionen ab, es leitet nur die Elektronen "zum Gas". Dabei wäre der Gitterabstand dann völlig egal.

[Phaidon]

Nein, das ist falsch.
Die Xenonatome sind ja normal neutral geladen. In der "Brennkammer" vor den beiden Gittern werden durch Elektronen die Elektronen aus den Schalen der Xenonatome geschossen. So werden die Xenonatome zu positiv geladenen Ionen.
Das erste Gitter ist ebenfalls positiv geladen, sodass weil die Ionen abgestoßen werden sie sich vor dem Gitter verteilen und nur durch die Maschen schlüpfen und durch das 2. negative Gitter beschleunigt werden.

[FirstBorg]

Ich hab mal gegooglet. So wie ich das sehe, hat DS1 kein Gitter. Eigentlich hat da gar kein moderner Ionenantrieb ein Gitter hinten. Nachdem die Xenonatome ionisiert wurden, werden sie durch ein Elektrisches Feld beschleunigt. Da ist zwar noch ein Magnetfeld das die Elektronen abbremst, aber ich hab nicht so ganz verstanden wozu man das überhaupt macht.
Ein Gitter könnte eh nicht das richtige E-Feld erzeugen um die Ionen durchzujagen. Weiterhin hab ich gelesen, das die typische Austrittsgeschwindigkeit der Ionen bei 30 Meter pro Sekunde liegt. Aber bei einem gewicht von 8.9 * 10^-26 Kg pro Atom, ist das ein sehr kleiner Impuls der ausgeübt wird.

Falls du deine Rechnung nochmal überarbeitest, zwei tipps
Benutze Impulserhaltung, und mach in ne Ecke ne Liste mit allen Variablen, damit die Leute wissen was da überhaupt steht.

[Phaidon]

Ich habe bisher nur Beschreibungen (real) gefunden, die das Wirkungsprinzip so erklären.
Ich habe keine andere Quellen gefunden, die ohne Gitter auskommen, könntest du mir deine Quellen mal zeigen?

Das erste positive Feld bremst nichts ab, weil da noch nichts beschleunigt wurde. Erst die Differenz der Spannung zwischen den negativen und dem positiven Gitter ergibt die Beschleunigung. Das positive Gitter ist auch dazu da, um die Ionen besser zu verteilen.

Natürlich werden die Ionen auch nicht einzeln raus geschossen, weil die Masse da zu gering wäre, deswegen habe ich auch gleich 1g genommen.

Im übrigen, der Satteliet mit Ionenantrieb erzeugt nen Schub von der Gewichtskraft eines 1 Euro Stückes. Die Beschleunigung dauert, aber dafür wird verhältnismäßig wenig Treibstoff verbraucht.

2. Ich werd mal die Rechnung meines Kumpels abtippen.

hier

[FirstBorg]

http://www.aip.org/tip/INPHFA/vol-6/iss-5/p16.pdf

[Phaidon]

Stimmt, von Gittern lese ich da nichts, aber ich kann ja auch kein Englisch oO
edit: Wärest du so freundlich mir zu erklären, wo bei dem Teil die Beschleunigungsspannung anliegt?

hrgll? Die Ionen werden von den Elektronen angezogen?

[Atreyu]

bei dem geht das so: die ionen sind negativ geladen, ist ja klar, da elektronen dabeigekommen sind. und wie wir alle wissen stoßen sich gleiche pole ab, also stoßen sich hier die ionen gegenseitig ab. und da die ionen nur nach hinten können, tun sie dies auch.
bei der anderen variante funktioniert das genauso, nur dass das gitter eben die ionen noch beschleunigt...
ist das die antwort auf deine frage? ich hoffe ich konnte dir helfen

[Atreyu]

mal ne frage an die cracks unter euch:
wie kann ich e=mc² vernünftig anwenden, was muss ich zum beispiel bei m einsetzen, um für e joule rauszukriegen? also, es geht mir darum, das ich gewicht eines gegenstandes ohne große probleme in seine energie umwandeln kann, natürlich rein rechnerisch, danke im vorraus!

[Phaidon]

Ionen sind positiv geladen.... und es werden nicht zusätzliche Elektronen angelagert sondern man schießt mit den Xenonatomen die vorhandenen aus den Schalen.. ich würd jetzt davon ausgehen, dass egal was du da einsetzt das Ergebnis immer J ist....

[Atreyu]

Ionen sind positiv geladen.... und es werden nicht zusätzliche Elektronen angelagert sondern man schießt mit den Xenonatomen die vorhandenen aus den Schalen.. ich würd jetzt davon ausgehen, dass egal was du da einsetzt das Ergebnis immer J ist....

ok, das kann sein, das ist ja der gleiche energieaufwand. ich habe grad mal im guten altem periodensystem nachgeguckt und erfahren, das sämtliche edelgase 8 elektronen in der äußeren schale haben. wenn elektronen in die letzte schale hinzukämen, wären das gesammtprodukt dann negativ, danke für deinen hinweis!!!

nochmal an die "wissenden" unter euch, siehe oben^^