Kun nyt Ranskan Guayanasta, läheltä päiväntasaajaa, ammutaan avaruusalus, jonka lähtömassa on x kg ja se hyödyntää päiväntasaajan suurempaa kiertonopeutta saadakseen radalle suuremman massan pienemmällä polttoainemäärällä - niin on ilmeistä, että ko. aseman kiertonopeuden hyödyntäminen lähdössä vähentää maapallon pyörimisnopeutta akselinsa ympäri. Kysynkin nyt, kuinka paljon maapallon vuorokausi pitenee jokaisen x kg lähdön johdosta päiväntasaajalla. Luku lienee pieni, mutta ei kuitenkaan nolla. Laskussa saa olettaa muut asiaan vaikuttavat tekijät "sivistyneesti".
http://www.youtube.com/watch?v=dlf0rwbg6Jg&feature=player_embedded
http://www.youtube.com/watch?v=dlf0rwbg6Jg&feature=player_embedded
Vastaukset 9
Vanhimmat
Mahtaakohan raketin lähtö kuitenkaan hidastaa maapalloa?
Raketti kyllä vie mukanaan osan maapallon pyörähdysmomentista, mutta samalla maapallo kevenee raketin massan verran. Kun itse lähtö tapahtuu maan pinnalta suoraan ylöspäin, eikä raketti siis 'ponnista' maasta, ei maan pyörimisliike hidastu.
Ensimmäiset 10 kilometria noususta on myös lähes suoraan pystysuoraan, jotta paksuimman ilmakehän läpäisy tapahtuisi mahdollisimman nopeasti. Ilman vastuksen voittamiseen kuluu lennon alkuvaiheessa paljon energiaa ja lisäksi rakettimoottorit tuottavat enemmän tehoa tyhjiössä kuin ilmakehässä.
Tuon kymmenen kilometrin jälkeen tilanne on tietenkin se, että raketti kiihdyttää itseään enenevissä määrin maan pyörimisuunnan suuntaisesti ja samalla sylkee ilmakehään palokaasuja vastakkaiseen suuntaan. Ilmakehä tosin on tuossa vaiheessa sen verran ohut, että epäilen, ettei näillä ole mitattavaa vaikutusta maan pyörimismomenttiin.
Kyllä se hidastuu.
Asiaa voit ajatella käänteisesti. Kiihtyykö kappaleen pyörimisnopeus avaruudessa, jos siihen osuu toinen kappale sopivasti (siis sen kappaleen reunaan tangentin suuntaisesti, eli päiväntasaajalla). Ja vastaus on välittömästi KYLLÄ. Pienen kappaleen törmäys suureen voi siis lisätä taikka muuttaa sekä kyseisen kappaleen suuntaa, että pyörimisnopeutta.
Näin ollen täytyy siis käänteisen olla mahdollista: kun pieni kappale poistuu isomman pinnalta, niin muuttaa se kyseisen kappaleen suuntaa ja/tai pyörimistilaa. Pyörimistilahan ei muutu, jos kappale poistuu tarkalleen säteen suuntaisesti, jos säteen toinen pää siis on maapallon keskipisteessä. Tällöin ainoastaan liiketila muuttuu (voiman ja vastavoiman periaatteen mukaan).
Edelleen kysytään asianmukaista ratkaisua.
>>Asiaa voit ajatella käänteisesti. Kiihtyykö kappaleen pyörimisnopeus avaruudessa, jos siihen osuu toinen kappale sopivasti (siis sen kappaleen reunaan tangentin suuntaisesti, eli päiväntasaajalla). Ja vastaus on välittömästi KYLLÄ.
>>kun pieni kappale poistuu isomman pinnalta, niin muuttaa se kyseisen kappaleen suuntaa ja/tai pyörimistilaa.
Kyllä raketti lähtee tangentin suuntaisesti, eihän se muuten päätyisi maata kiertävälle radalle. Raketti nousee pystysuoraan vain tiheimmän ilmakehän yläpuolelle ja kääntyy sen jälkeen lähes vaakasuoraan jolloin raketin palokaasujen liikemäärä työntää ilmakehää vastakkaiseen suuntaan ja sitä kautta hidastaa maapallon pyörimistä.
"paitsi välillisesti hyvin hyvin vähän kun nuo palokaasut osuvat siihen "
Palokaasujen liikemäärä on samansuuruinen mutta vastakkaissuuntainen kuin raketin ja se siirtyy kokonaisuudessaan ilmakehään ja sitä kautta maapalloon.
Eli ihan niin kuin ensimmäisessä viestissäni vastasin:
"kymmenen kilometrin jälkeen tilanne on tietenkin se, että raketti kiihdyttää itseään enenevissä määrin maan pyörimisuunnan suuntaisesti ja samalla sylkee ilmakehään palokaasuja vastakkaiseen suuntaan. Ilmakehä tosin on tuossa vaiheessa sen verran ohut, että epäilen, ettei näillä ole mitattavaa vaikutusta maan pyörimismomenttiin."
Mutta tämä ei liity mitenkään maan pyörimisliikkeen hyödyntämiseen raketin liikkeelle lähdössä. Maan pinnan pyörimisliikkeestä saamansa edun raketti vie mukanaan hidastamatta maan pyörimisnopeutta.
Jos oikein tarkkoja ollaan, pitäisi myös huomioida ilmanvastus. Raketti työntää ilmakehää edellään kiihdyttäen maapalloa, tosin varmasti vähemmän kuin noiden palokaasujen vaikutus on.
Kun raketti laukaistaan päiväntasaajalta itään, on kaiken tämän vaikutus tietenkin pienempi maan pyörimisliikkeeseen kuin mistä tahansa muualta mihin tahansa muuhun suuntaan, koska päiväntasaajalta itään raketti voi hyödyntää maan pyörimisliikettä eniten ja on siis nopeammin poissa ilmakehästä.
Alkuperäinen kysymys kai edelleen koski nimenomaan lähtöhetkeä, eli hidastaako raketti maata sen takia, että laukaisupaikka on päiväntasaajalla ja laukaisusuunta itään. Vastaus tähän on edelleen: ei hidasta, koska raketti lähtee maan pinnalta omin voimin, eikä esim. ritsalla tai vastaavalla ammuttuna (jolloin toki hidastaisi).
Tässä videossa kohdassa 1:50 on päiväntasaajalähdön lisänopeuden perusteet esitetty. Päiväntasaajan johdosta saadaan radalle suurempi massa samalla energialla kuin mitä olisi mahdollista jos lähettäminen tapahtuisi vaikkapa navalta.
http://www.youtube.com/watch?v=trU016Q-9XQ&feature=related