Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

2 frågor/svar hittade

Kraft-Rörelse [12879]

Fråga:
Jag har läst i tidningen om en rymdfarkost som ska jaga ifatt en komet och som ska öka farten genom att cirkulera runt jorden, solen och mars. Hur är det möjligt? det kan väl ej vara gravitationen som farkosten utnyttjar, för det får jag inte ihopp med energi lagarna! Så min fråga är hur kan farkosten accelerera genom att cirkulera runt planeterna?
/Sebastian L, Hagagymnasiet, Norrköping

Svar:
Sebastian och även Sven A, Hagagymnasiet!

Ja, det går att accelerera på det sättet. Det låter som trolleri, men det är bara vanlig mekanik! En förenklad analogi visas i Studssimulator , se fråga 153 . Här accelereras den lätta bollen från hastigheten v till hastigheten 3v genom att kollidera med en tung boll med hastigheten v.

I Gravitational slingshot beskrivs tekniken närmare. Se även fråga 3831 .

Om man tänker sig en bana enligt nedanstående figur (från länk 1) ser man att sonden påverkas av en kraft åt vänster när den passerar nära planeten. Sonden kommer alltså att accelereras åt vänster. Om sonden följt en bunden bana (ellips) så hade denna acceleration kompenserats av en acceleration åt höger. Nu har emellertid sonden en obunden bana (parabel/hyperbel), så accelerationen åt höger kommer inte till stånd.

Energilagarna klaras av att en planet är enormt mycket tyngre än en rymdsond, så sondens ökade energi tas från planetens rörelseenergi, men planetens hastighet minskar inte märkbart.

Se även fråga 19043 och länk 2.



/Peter E

Nyckelord: gravity assist [2];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/doubal.html#c3
2 http://www2.jpl.nasa.gov/basics/grav/primer.php

*

Universum-Solen-Planeterna [3831]

Fråga:
Rymdfarkoster ska enligt uppgift kunna accelereras av tunga objekt (planeter) i sin färd ut i universum. Innebär denna acceleration endast en riktningsförändring eller är det dessutom så att farkosten ökar sin fart, och därmed sin energi, efter passagen av planeten? Om det senare skulle vara fallet, varifrån kommer i så fall denna energi? Minskar planetens rotationsenergi, och i så fall hur går det till?
/Stefan E, SSHL, Sigtuna

Svar:
Jodå, den tekniken används för att slunga ut rymdfarkoster ut i solsystemet, se Gravitational slingshot , Basics of Space Flight (JPL) och Basics of space flight . Det är inte bara rörelseriktningen utan också farten som ändras. Ska rymdsonden ut vill man ju att farten (och energin) ökar. Som du mycket riktigt misstänker, tas energin från planetens rörelseenergi, men inte av rotationsenergin, utan av banrörelseenergin. Men det är så lite, att det överhuvud taget inte märks.

Man kan beskriva effekten så här: antag att vår rymdsond kommer till en planet "innifrån" (från närmare solen än planeten). om sonden går "bakom" planeten kommer den naturligtvis att bromsa planeten lite. Detta betyder att planetens rörelemängdsmoment i förhållande till solen minskar. Men rörelemängdsmomentet måste bevaras. Det är vår sond som åstadkommer detta genom att den accelereras i planetens rörelseriktning. Vi kan alltså accelerera vår rymdsond utan att använda bränsle genom att använda lite av planetens rörelseenergi.

Praktexemplet är Cassini, länk och bild nedan, som skickats upp mot Saturnus. Först åker den in mot mot Venus, och får en spark där ut mot jorden, som sparkar den in mot Venus en gång till. Där får den en ny spark, denna gång ut mot Jupiter, som sparkar den vidare mot Saturnus. Är det inte ett fantastiskt rymdjongleri? Dessa trick gör att man kan skicka en ungefär 10 gånger tyngre rymdsond än om man hade skickat den direkt.

Någon har räknat ut att millennieskiftet fördröjs en miljondels sekund på grund av att Cassini "stal" energi av jorden.

NOT 1: Om sparken kommit från rotationsenergin hade Venus inte varit användbar, för den snurrar knappt alls.

NOT 2: Ovanstående är i princip samma effekt som för bollarna i fråga 153 - skillnaden är att där kolliderar bollarna i stället för att påverka varandra med tyngdkraften.



/KS/lpe

Nyckelord: rymdfärder [22]; rörelsemängdsmoment [12]; gravity assist [2];

1 http://saturn.jpl.nasa.gov/mission/gravityassistsflybys/
2 http://www.esa.int/esaCP/SEMXLE0P4HD_index_0.html

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7179 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-20 12:13:24.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.