Peter: Perpetuum mobile im Weltraum?

Hallo Leute,

neulich im Physikunterricht haben wir besprochen, warum es kein Perpetuum mobile geben kann. Ein Mitschüler hat eingeworfen, dass dies im Weltraum möglich sein könnte, weil man dort keine Reibung zu erwarten hat und ein rotierendes Objekt "ewig" weiter rotieren und dabei z.B. via Induktion Elektrizität erzeugen könnte. Sollte man dann annehmen, dass das Objekt aufhört zu Rotieren, also zum Stillstand kommt, sobald exakt die Energie der Rotationsbewegung in "Strom" umgesetzt wurde? Das würde den physikalischen Gesetzen entsprechen, ist für mich aber schwer vorstellbar. Noch schwerer vorstellbar allerdings ist, dass sonst Energie aus dem Nichts erzeugt werden würde 😀

Dake für einen Hinweis!

Gruß Peter

  1. Hey,

    [...] keine Reibung zu erwarten hat und ein rotierendes Objekt "ewig" weiter rotieren und dabei z.B. via Induktion Elektrizität erzeugen könnte.

    Funktioniert leider nicht, die Energie die für die Beschleunigung der Elektronen benötigt wird, kommt aus dem geringer werdendem Drehmoment des Rotierende Magneten. Ergo hört der irgendwann auf sich zu drehen. Also sollte man aus dem System Energie abzapfen, meinetwegen eine Glühbirne, wird der Magnet langsamer.

    Gruß
    Jo

    1. @@J o

      Also sollte man aus dem System Energie abzapfen, meinetwegen eine Glühbirne, wird der Magnet langsamer.

      Das kann man leicht in einem Experiment ausprobieren, wenn man ein Fahrrad mit Dynamo hat: Dynamo ans Rad, so dass er mitläuft; Licht aber ausschalten (wenn keine Schalter dran ist, Lampen abklemmen); Rad mit der Hand drehen. Dann Licht anschlten (Kabel wieder anklemmen); Rad mit der Hand drehen. Der Unterschied im Kraftaufwand sollte spürbar sein.

      LLAP 🖖

      -- “When UX doesn’t consider all users, shouldn’t it be known as ‘Some User Experience’ or... SUX? #a11y” —Billy Gregory
      1. Hallo Gunnar Bittersmann,

        Der Unterschied im Kraftaufwand sollte spürbar sein.

        Frei Hand ist er das nicht. Messbar ist er schon. Wenn man etwa den Dynamo mit einem ablaufenden Massestück antreibt.

        Bis demnächst
        Matthias

        -- Rosen sind rot.
        1. @@Matthias Apsel

          Der Unterschied im Kraftaufwand sollte spürbar sein.

          Frei Hand ist er das nicht.

          Nicht? Früher was er das – deutlich. Sollte das bei diesen neumodischen Nabendynamos anders sein?

          LLAP 🖖

          -- “When UX doesn’t consider all users, shouldn’t it be known as ‘Some User Experience’ or... SUX? #a11y” —Billy Gregory
          1. Hallo

            Nicht? Früher was er das – deutlich. Sollte das bei diesen neumodischen Nabendynamos anders sein?

            Ja. Nix mehr mit bergab fahren, dass sich wie bergauf fahren anfühlt.

            Tschö, Auge

            -- Wenn man ausreichende Vorsichtsmaßnahmen trifft, muss man keine Vorsichtsmaßnahmen mehr treffen.
            Toller Dampf voraus von Terry Pratchett
          2. Hallo Gunnar,

            es ist nicht wirklich fühlbar, aber man merkt es daran, wie schnell das Rad zum Stillstand kommt wenn man es in Schwung versetzt. Mit Licht steht es schneller als ohne Licht. Wie stark der Effekt ist, hängt natürlich davon ab, ob man eine Glühbirne, eine 10 Lumen LED Funzel oder einen LED Flakscheinwerfer montiert hat.

            Rolf

            -- sumpsi - posui - clusi
            1. @@Rolf B

              es ist nicht wirklich fühlbar

              Wie gesagt, früher hab ich das deutlich gefühlt.

              Wie stark der Effekt ist, hängt natürlich davon ab, ob man eine Glühbirne, eine 10 Lumen LED Funzel oder einen LED Flakscheinwerfer montiert hat.

              Das wird’s sein. Früher hatte man vorn und hinten eine Glühbirne; die ziehen viel mehr Strom als die heutigen LEDs. Ob alter Dynamo oder moderner Nabendynamo, dürfte wohl weniger eine Rolle spielen.

              LLAP 🖖

              -- “When UX doesn’t consider all users, shouldn’t it be known as ‘Some User Experience’ or... SUX? #a11y” —Billy Gregory
              1. Hallo Gunnar,

                OH doch. Ein Reibdynamo und ein Nabendynamo sind was ganz anderes. Meine Frau hatte an ihrem Fahrrad eine Halogen-Lampe, und irgendwann habe ich das Vorderrad gegen eins mit Nabendynamo getauscht. Die Lampe ist Halogen geblieben.

                Fahren mit Licht machte danach wieder Spaß. Ein Reibdynamo heißt aus gutem Grund so 😀

                Ein paar Jahre später habe ich dann noch die Halogenlampe gegen einen LED-Straßenfluter ausgetauscht, DAS hat man nicht gemerkt.

                Rolf

                -- sumpsi - posui - clusi
                1. Ich habe mal gelesen, dass die Anstrengung eine Radfahrers (Ebene, kein Gegenwind, 20Km/h) so bei 150 Watt liegt.

                  Ich kann mir vorstellen, dass da schon 15 Watt spürbar sind. Beim Reibdynamo geht aber weit mehr (geschätzt: bis 75 Watt) für Reibungsverluste, Erwärmung des Dynamos und das Walken des Reifens drauf als bei aktuellen Nabendynamos. Das strengt dann sehr deutlich an.

                  Halogenlampe gegen einen LED-Straßenfluter ausgetauscht, DAS hat man nicht gemerkt.

                  Logisch. Richtige LED-Straßenfluter brauchen nicht unbedingt weniger elektrische (und also vorher mechanische) Leistung, liefern aber "fürs gleiche Watt" deutlich mehr Lichtleistung - vor allem im sichtbaren Bereich. (Wärmestrahlung gilt durchaus auch als "Licht".) Mit 1-Watt-LED-Funzeln fährt ja keiner rum. Vielleicht als Rücklicht... Vorn haben jetzt gut ausgestattete Fahrräder mehr Licht als diese, früher für den Azubi-Transport verwendeten, ebenfalls einspurigen Zwiebacksägen. Die hatten 25 Watt bei 6V.

                  1. Hi,

                    Ich habe mal gelesen, dass die Anstrengung eine Radfahrers (Ebene, kein Gegenwind, 20Km/h) so bei 150 Watt liegt.

                    IIRC Ebene, Windstille, 15km/h ==> 150 Watt.

                    Ich kann mir vorstellen, dass da schon 15 Watt spürbar sind. Beim Reibdynamo geht aber weit mehr (geschätzt: bis 75 Watt) für Reibungsverluste, Erwärmung des Dynamos und das Walken des Reifens drauf als bei aktuellen Nabendynamos.

                    Sooo schlecht sind Seitenläufer-Dynamos auch nicht. Output durfte lange Zeit 3 Watt (2,4 für vorne, 0,6 für hinten) nicht überschreiten.

                    Bei 75 Watt Input wäre das ein Wirkungsgrad von 3/75 = 1/25 = 4%, realistischer ist ein Wirkungsgrad um die 25%, d.h. für die 3 Watt Output 12 Watt Input.

                    Also ~162 Watt für die Fahrt mit Licht, grob 10% mehr Leistung.

                    Gute Nabendynamos haben einen Wirkungsgrad um die 75%, d.h. für die 3 Watt Output sind 4 Watt Input nötig.

                    Also ~154 Watt für die Fahrt mit Licht, nicht mal 3% mehr Leistung.

                    Das ist kaum wahrnehmbar - ich hab nach Umstieg von Seitenläufer auf Nabendynamo öfters erst nach längerer Fahrt am Tag gemerkt, daß das Licht noch an war, beim Treten war's nicht spürbar.

                    Inzwischen schalt ich das gar nicht mehr aus, ich merk's beim Treten nicht, und die Sichtbarkeit ist erhöht ...

                    cu,
                    Andreas a/k/a MudGuard

                    1. hi

                      Das ist kaum wahrnehmbar - ich hab nach Umstieg von Seitenläufer auf Nabendynamo öfters erst nach längerer Fahrt am Tag gemerkt, daß das Licht noch an war, beim Treten war's nicht spürbar.

                      Ich kenne sogar welche die 100km mit angezogener Handbremse gefahren sind ohne es gemerkt zu haben 😉

                      (Hab selbst schon 3 Bremsseile zerrissen und eine Felge durchgebremst und das im Flachland).

                      MfG

                      1. Hallo Rolf,

                        (Hab selbst schon 3 Bremsseile zerrissen und eine Felge durchgebremst und das im Flachland).

                        wie fährst du denn? Bei meinem Rennrad waren nach 16.000 km ca. 12 Reifen und 3 Ketten verschlissen, die Bremse sah aber aus wie neu. 😀

                        Gruß
                        Jürgen

                        1. Hi Jürgen

                          (Hab selbst schon 3 Bremsseile zerrissen und eine Felge durchgebremst und das im Flachland).

                          wie fährst du denn?

                          Nicht wie sondern wo ist die Frage: 2x am Tag durch den Campus der UNI Karlsruhe, durch den Schloßpark und am Widparkstadion vorbei da bist Du nur am Bremsen 😉

                          Bei meinem Rennrad waren nach 16.000 km ca. 12 Reifen und 3 Ketten verschlissen, die Bremse sah aber aus wie neu. 😀

                          Tja: wer bremst, verliert 😉

                          Ansonsten ging meine Strecke weitestgehend ungebremst 15km schnurgeradeaus durch den Hardtwald, das habe ich manchmal sogar im Dunkeln ohne Licht genossen aber ganz besonders in der sommerlichen Morgendämmerung eines südlich angehauchten Klimas. Karlsruhe war ne schöne Zeit!

                          Schöne Grüße!

                    2. Hallo

                      Sooo schlecht sind Seitenläufer-Dynamos auch nicht.

                      Oha, dann kennst du keine schlechten Dynamos, die auch noch schlecht montiert sind. Uralte Dinger, die schwergängig sind (wahrscheinlich im Laufe der Jahre innen verdreckt). Dynamos, die, wenn sie an den Reifen angelegt werden, so dermaßen gegen diesen drücken, dass er, mit der Hand angestoßen, binnen weniger Sekunden stehenbleibt. Ob der Dynamo schlecht oder schlecht eingestellt ist, sieht man oft an der Haltung der Radfahrer, die den ganzen Körper winden, um mit lautem, von Pedaltritt zu Pedaltritt wie eine Sirene, die den nächsten Fliegeralarm verkündet, auf und ab tönendem Gesurre vom Fleck zu kommen.

                      Das ist kaum wahrnehmbar - ich hab nach Umstieg von Seitenläufer auf Nabendynamo öfters erst nach längerer Fahrt am Tag gemerkt, daß das Licht noch an war, beim Treten war's nicht spürbar.

                      Inzwischen schalt ich das gar nicht mehr aus, ich merk's beim Treten nicht, und die Sichtbarkeit ist erhöht ...

                      Ich lasse das Licht auch immer an. Es gibt meiner Meinung nach keinen Grund, das nicht zu tun.

                      Tschö, Auge

                      -- Wenn man ausreichende Vorsichtsmaßnahmen trifft, muss man keine Vorsichtsmaßnahmen mehr treffen.
                      Toller Dampf voraus von Terry Pratchett
                      1. Hallo Auge,

                        das Problem bei diesen Uralt-Dingern ist nicht nur der unterirdische Wirkungsgrad. Dann fährt man eben einen kleineren Gang und ist langsamer unterwegs. Das Hauptproblem heißt Regen, dann lässt die Reibung nach, das Ding packt nicht mehr und man fährt mit einer Flackerfunzel durch's Dunkle.

                        DAS war bei meiner Frau damals der Hauptgrund für das neue Vorderrad.

                        Rolf

                        -- sumpsi - posui - clusi
  2. Hallo Leute,

    neulich im Physikunterricht haben wir besprochen, warum es kein Perpetuum mobile geben kann. Ein Mitschüler hat eingeworfen, dass dies im Weltraum möglich sein könnte,

    Nicht nur im Weltraum. Politik und Fahrzeugindustrie haben das Perpetuum mobile längst für sich entdeckt und verkaufen es nur unter einem anderen Namen: Hybridfahrzeug.

    MfG

  3. @@Peter

    Sollte man dann annehmen, dass das Objekt aufhört zu Rotieren, also zum Stillstand kommt, sobald exakt die Energie der Rotationsbewegung in "Strom" umgesetzt wurde? Das würde den physikalischen Gesetzen entsprechen, ist für mich aber schwer vorstellbar.

    Schau mal nach oben! Der Mond zeigt sich immer von seiner gleichen Seite. Seine Rotation ist durch die Gezeitenreibung zum Stillstand gekommen. Genauer gesagt: Eine Mondrotation dauert so lange wie ein Umlauf um die Erde (gebundene Rotation). Und auch die Rotation der Erde wird immer langsamer; die Tage werden immer länger. (Und damit sind nich die lichten Tageslängen gemeint, die seit der Wintersonnenwende wieder zunehmen, sondern die Zeiten von Mittag bis Mittag.)

    Bei Pluto und seinem Mond Charon ist nicht nur die Rotation von Charon, sondern auch die von Pluto so weit abgebremst, dass nicht nur Charon Pluto immer dieselbe Seite zuwendet, sondern auch Pluto Charon (doppelt gebundene Rotation). D.h. beider Rotationszyklen sind so lang wie der Umlauf Charons um Pluto. Genauer gesagt: der Umlauf beider um ihren gemeinsamen Schwerpunkt, der außerhalb von Pluto liegt.

    LLAP 🖖

    -- “When UX doesn’t consider all users, shouldn’t it be known as ‘Some User Experience’ or... SUX? #a11y” —Billy Gregory
    1. @@Gunnar Bittersmann

      Bei Pluto und seinem Mond Charon

      Emoji:

      🥜 Pluto/Charon

      und für die Planeten

      LLAP 🖖

      -- “When UX doesn’t consider all users, shouldn’t it be known as ‘Some User Experience’ or... SUX? #a11y” —Billy Gregory
      1. Hi,

        Bei Pluto und seinem Mond Charon

        Emoji:

        wozu?

        Es gibt schon ziemlich lange Symbole für Sonne, Mond, Planeten usw.

        cu,
        Andreas a/k/a MudGuard

  4. Hallo Peter,

    es ist falsch, dass es im Weltraum keine Reibung gibt. Hier im sonnennahen Raum hast Du den Sonnenwind, und außerhalb der Sonnenwindblase (Heliosphäre) findest Du die interstellare Materie der lokalen Flocke.

    Die Materie von Sonnenwind oder Flocke ist natürlich sehr dünn, und die Reibung dementsprechend gering. Aber sie ist da.

    Im intergalaktischen Raum, so in der Gegend von Midway Station, DA hast Du Teilchendichten von einem Atom pro Kubikmeter. In den Voids wird es noch weniger sein. In diesen Bereichen kannst Du die externe Reibung dann vernachlässigen.

    Aber wie sieht es mit anderen Effekten aus? Wenn Du ein Stück Metall hast, das mitten in einem Void rotiert, wird sich das ewig drehen? Auch ohne Induktionsgenerator drumherum?

    Ladungsträger, die sich im Kreis bewegen, produzieren ein magnetisches Feld. Ein Stück Masse, das EXISTIERT, hat Gravitation. Rotiert es, erzeugt es ein variables Gravitationsfeld. Variable Felder dürften sich im Raum fortbewegen. Das transportiert Energie ab.

    Vermutlich ist der Big Crunch vorbei, bis das Teil stillsteht, aber mit exakt gleicher Geschwindigkeit wird es nicht für alle Zeiten weiterrotieren.

    Und ein Magnet, der beim Drehen Strom in einem Leiter induziert und dieser Leiter so geschaltet ist, dass der Strom arbeit verrichtet, läuft eh nicht energieverlustfrei. "Reibung" ist eine Möglichkeit, Energie abzugeben. Es gibt noch andere. Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen gehört dazu.

    Rolf

    -- sumpsi - posui - clusi