Der "Naturwissenschaften" Thread

Im Wasser spielt das Gewicht scheinbar nicht so eine große Rolle wie an Land.
Aber ein Wal braucht auch ein paar m um auf Höchstgeschwindigkeit zu kommen.
Ein U-Boot mag schneller sein auf gerade Strecke, aber kann nicht so schnell und effektiv manövrieren wie ein Wal.
 
Ich halte das, wie schon geschrieben, eher für Ad-hoc-Beschleunigungswerte in jede Richtung - also wie sie bei Jagdszenarien auftreten. Beschleunigung im Wasser als erogenes Medium ist noch etwas komplexer als in der Luft und ich denke, wie meinen hier grundsätzlich dasselbe:

Ein schnelles U-Boot kann schneller eine höhere Maximalgeschwindigkeit erreichen als ein Pottwal, aber eben nur auf annähernd gerader Linie, die so ziemlich der Ausrichtung der Schraube -(nwelle) entspricht.
Das biomechanische Antriebssystem des Pottwals ist flexibler. Ein Flossenschlag bringt weniger Vorwärtsschub als die mögliche Zahl an Schraubenumdrehungen im selben Zeitraum, jedoch ist der Energieverlust beim Abweichungen vom Hauptvektor durch "Verstellen" der Flossen einschließlich Biegen des Körpers deutlich geringer. Der Wal kann intuitiv und fließend die bestmögliche Stellung aller Flossen und Schlagfrequenz-/Winkel der Schwanzflosse an die stets veränderlichen und sich zudem durch die eigene Bewegung dynamisch ändernden Strömungsverhältnisse anpassen. Ein U-Boot kann das nicht, denn seine Seiten- und Tiefenruder haben jeweils weniger Stellwinkel und der Schub durch die Schraube kann zwar ruckzuck durch Erhöhung und Reduzierung der Maschinenleistung (bei zahlreichen U-Booten auch der Übertragung) geändert, jedoch nicht umgeleitet werden, da die Schraube keine eigene Stellrichtung hat.



So sieht's aus.
Diese (scheinbare) Diskrepanz gibt es nicht nur im Wasser, aber da wird es eben besonders deutlich. Ein Strahlflugzeug im Kurvenflug erreicht beispielsweise auch höhere Beschleunigungswerte als eine startende Rakete, was am Ende wenig mit den erreichten Geschwindigkeiten über wechselnde Strecken zu tun hat.

Das mit dem Krafteinsatz für Richtungsänderungen schein rübergekommen zu sein: Der Wal kann praktisch auf der Stelle drehen und dafür nährungsweise seine volle Leistungsfähigkeit einsetzen. Ein konventionelles militärisches U-Boot kann im Prinzip nur eine enge Kurve zu fahren versuchen, bei der seine Maschine weiterhin geradeaus powered und man irgendwie mit Ablenklappen (Pumpjets können durchaus schräg strahlen ;) ) eine Richtungswirkung abzuleiten. Das war auch der Kern meiner Aussage.

Was ich aber nicht angesprochen habe: Scheinkräfte im Zuge von Richtungsänderungen. Ich meine schon echte Beschleunigung durch Vortriebskraft, insbesondere Rotationsbeschleunigung. Im Gegensatz zum U-Boot oder gar Jet kann der Wal das auch nach einem Vollstop ohne erst wieder Fahrt aufnehmen zu müssen. Das wiederum, und da muss ich dir auch widersprechen auch wenn es bislang kein Thema war, kann der Wal erst recht besser. Abgesehen davon, dass bis heute kein Ingenieur ein mit der Leistungsfähigkeit von Säugermuskeln vergleichbares Kraftpaket hinbekommen hat und die Schubleistung eines Festblattpropellers eben nur träge über die Drehzahl der gesamten Anlage variiert werden kann (bei größeren Änderungen ist zusätzlich noch die noch einmal viel trägere Reaktorleistung anzupassen), ist auch eine Flosse bei niedrigen Geschwindigkeiten um Längen effizienter als eine Schraube. Erst in der Nähe seiner Maximalgeschwindigkeit würde der Wal nachlassen, was im Vergleich zu U-Boot natürlich deutlich früher ist, aber von 0 m/s bis 9 m/s wäre er hoffnungslos überlegen. Und da er, wie gesagt, jederzeit stoppen und drehen kann und als zu Verfolgender die Richtung vorgibt, muss er sich nie auf ein Hochgeschwindigkeitsduell mit einem großen Nuklear-U-Boot einlassen.

Dass dieses mit einer höheren Zahl im Guinessbuch der Rekorde steht, ist am Ende auch nur ein Skaleneffekt: Im Gegensatz zum Volumen wachsen Ober- und Stirnfläche nur quadratisch, nicht kubisch. Wenn die 240 fache Menge Material mit nur dem 20-fachen des Grundwiderstandes antreten lässt, ist es keine große Kunst, irgendwann schneller zu sein. "Irgendwann" ist hierbei aber wörtlich zu nehmen: Unsere Antriebskraft ist so ineffizient, dass Anchar selbst bei Maximalgeschwindigkeit nur rund das 80 fache an Widerstand im Vergleich zum Wal überwinden musste. Umgekehrt lieferten die Turbinen also auch nur maximal die 80 fache Kraft - und das in dem Geschwindigkeitsbereich, für den die Schraube optimiert war. Umgelegt auf eine 240 mal höhere Masse bedeutet das ein Drittel der maximalen Walbeschleunigung im Bestfall und das ist für das U-Boot eben nicht der Start aus dem Stand.

Nimmt die Skaleneffekte weg und nimmt ein Vehikel, dessen Größe überhaupt nur eine Annäherung an Wale ermöglichen könnte, ist das aber alles sowieso vollkommen lächerlich. Die Deepflights als wohl mit Abstand dynmischste Designs, die für eine Walbeobachtung einiges an extra Ballast mitführen müssten, schaffen kaum mehr als 1 m/s und selbst Challenger als 1-Personenvehikel hat nur 15 Meilen Reichweite. Da hat manch harpunierter Wal als Sprint-Entfernung geschafft und so ein Beobachtungsboot müsste erstmal zum Wal hin kommen und soll ihm noch in die Tiefe folgen.

tl;dr: Wir sind meilenweit davon entfernt irgend etwas zu haben, dass einen jagenden Pottwal im Sucher behalten könnte.

Vermutlich ist es eher einen Versuch wert, eine Ecke besonders klaren Ozeans zu finden und sehr, sehr leistungsfähige Scheinwerferbatterien zu versenken. 50-100 m Sicht sind unterhalb der euphotischen Zone mit normalem Äquipment wohl durchaus zu schaffen, vielleicht kann man mit total überdimenstioniertem Equipment 500 m schaffen und so einen 1 km Kreis im Blick behalten. Gut - Wal und Krake sind danach blind, aber man hat die Bilder :ugly:
 
Mal was neues vom Lesch:

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"Physik im Fußballstadion" ist immer ganz nett um die Größenverhältnisse zu veranschaulichen. :)

Edit: Und noch ein interessantes Video vom Harald

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Der Physik Nobelpreis 2020 geht an Andrea Ghez, USA, Roger Penrose, Großbritannien und den deutschen Reinhard Genzel für die Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie zu Schwarzen Löchern und zur Entdeckung eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Glückwunsch. :daumen:

 
Hat Roger Penrose sich schon lange verdient.

Ich hätte Albert Einstein ja schon längst seinen zweiten Nobelpreis gegeben aber ich glaube, die Nobel Kommission hat sich schlicht nicht getraut, weil die Raumzeitkrümmung damals einfach zu abstrakt war.
Heute haben mehrere Leute schon Nobelpreise eingesackt, die alle auf der Theorie von Einstein basieren.
Man kann sagen, was man will, aber Einstein war mehr als nur ein Genie. :hail:
 
Mich hat es gewundert das Albert Einstein keinen Nobelpreis für die Relativitätstheorie bekommen hat.
Stattdessen für die Entdeckung des photoelektrischen Effekts.
Aber Roger Penrose ist auch sehr talentiert und hat viele eigene Arbeiten, auch im Bereich der Stringtheorien gemacht.

Edit: Achja und Einstein hat das Rad auch nicht neu erfunden. Der hat sich bei Galilei und Newton bedient. Zumindest davon inspirieren lassen. :D
 
Mich hat es gewundert das Albert Einstein keinen Nobelpreis für die Relativitätstheorie bekommen hat.

Wie gesagt, die Vorstellung der gekrümmten Raumzeit war damals wohl zu extravagant und man wollte wohl keinen Nobelpreis für eine Theorie vergeben, die 10 Jahre später in der Luft zerrissen worden wäre. Abgesehen hatte man damals auch nicht die Technik um sie wirklich überprüfen zu können. Gravitationswellen können wir ja erst seit einigen Jahren zweifelsfrei identifizieren.

Andererseits hat Heisenberg seinen Nobelpreis für die Unschärferelation bekommen.
 
Wie gesagt, die Vorstellung der gekrümmten Raumzeit war damals wohl zu extravagant und man wollte wohl keinen Nobelpreis für eine Theorie vergeben, die 10 Jahre später in der Luft zerrissen worden wäre. Abgesehen hatte man damals auch nicht die Technik um sie wirklich überprüfen zu können. Gravitationswellen können wir ja erst seit einigen Jahren zweifelsfrei identifizieren.
Also die Beugung des Lichts und damit Positionsveränderung von Sternen konnte man damals schon beobachten.
Auch die Perihelbewegung des Merkur genau vorhersagen.
Und dann gab es noch das Uhrenexperiment. ;)
Man konnte die Relativitätstheorie schon recht früh überprüfen.
 
Also die Beugung des Lichts und damit Positionsveränderung von Sternen konnte man damals schon beobachten.
Auch die Perihelbewegung des Merkur genau vorhersagen.
Und dann gab es noch das Uhrenexperiment. ;)
Man konnte die Relativitätstheorie schon recht früh überprüfen.

Aber die Beugung des Lichts kann man auch anders erklären und die Bewegung des Merkurs lässt sich auch anders erklären.
Und Atomuhren gab es 1915 noch nicht. :D
Wie gesagt, es gibt für die Nobelpreisverleiher nichts Peinlicheres als wenn sie einen Preis für eine Entdeckung verliehen, die sich am Ende als Flop herausgestellt hat.
Daher waren sie dafür nicht bereit.
 
Aber die Beugung des Lichts kann man auch anders erklären und die Bewegung des Merkurs lässt sich auch anders erklären.
Aber die Vorhersagen der Relativitätstheorie waren exakter. ;)

Wie gesagt, es gibt für die Nobelpreisverleiher nichts Peinlicheres als wenn sie einen Preis für eine Entdeckung verliehen, die sich am Ende als Flop herausgestellt hat.
Daher waren sie dafür nicht bereit.
Wie ich schon schrieb: in Teilen wurde sie ja schon damals bestätigt.
 
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Aber die Vorhersagen der ART waren exakter. ;)

1915 nahm man an, dass das Universum statisch ist. Die allgemeine Relativitätstheorie sagte aber voraus, dass das Universum dynamisch ist. Das hat Einstein ja selbst nicht gefallen.
Erst mit Edwin Hubble kam ja da Bewegung rein als er nachweisen konnte, dass die Andromeda Galaxie außerhalb der Milchstraße liegen muss und dass sich das Universum ausdehnt.
Mit Lemaître war das statische Universum dann Geschichte und Einstein hatte unrecht und das war ein Knackpunkt. Wie konnte man jemanden einen Nobelpreis für eine Theorie geben, an die er nicht mal selbst richtig glaubte?
 
1915 nahm man an, dass das Universum statisch ist. Die allgemeine Relativitätstheorie sagte aber voraus, dass das Universum dynamisch ist. Das hat Einstein ja selbst nicht gefallen.
Erst mit Edwin Hubble kam ja da Bewegung rein als er nachweisen konnte, dass die Andromeda Galaxie außerhalb der Milchstraße liegen muss und dass sich das Universum ausdehnt.
Mit Lemaître war das statische Universum dann Geschichte und Einstein hatte unrecht und das war ein Knackpunkt. Wie konnte man jemanden einen Nobelpreis für eine Theorie geben, an die er nicht mal selbst richtig glaubte?
Das war die "kosmologische Konstante" welche Einstein eingeführt hat.
Hat aber mit den anderen Vorhersagen nichts zu tun. Welche ja richtig waren bzw sind.
 
Nichtsdestotrotz hat Einstein an seinen Gleichungen herumgebastelt, weil die Ergebnisse nicht in das Weltbild passten, das ihm damals vorschwebte.
Er sagte ja mal, dass das einer seiner größten Fehler war.
Heute gibt es die kosmologische Konstante wieder, weil die Dunkle Energie halt sonst nicht passt, man braucht sie aber um die beschleunigte Ausdehnung zu erklären.
 
Aber die Beugung des Lichts kann man auch anders erklären und die Bewegung des Merkurs lässt sich auch anders erklären.
Und Atomuhren gab es 1915 noch nicht. :D
Wie gesagt, es gibt für die Nobelpreisverleiher nichts Peinlicheres als wenn sie einen Preis für eine Entdeckung verliehen, die sich am Ende als Flop herausgestellt hat.
Daher waren sie dafür nicht bereit.

Es geht nicht nur um Flops. Die [echten] Nobelpreise sollen laut Stifter für Erkenntnisse verliehen werden, die die Welt verbessern. Das ist zwar heute immer weiter zurückgetreten, aber selbst da werden Nobelpreise erst vergeben, wenn eine Theorie nicht nur belegt, sondern auch als Grundlage für weiteres genutzt wurde. Deswegen gibt es ja auch so häufig Gruppenverleihungen, bei denen die ältesten Beiträge mehrere Jahrzehnte alt sind: Da wurde das grundlegende entdeckt, aber bis zur Verwendung hat es gedauert. Und Einstein war nicht "heute", sondern vor eine Dreivierteljahrhundert. Da man das noch etwas strenger und die Relativitätstheorie hatte zu Einsteins Lebzeiten in erster Linie die Atombombe hervorgebracht, was nun wirklich nicht ehrenswert im Sinne Nobels war.
 
Früher sollte der Nobelpreis für eine Leistung verliehen werden, die das Jahr davor erreicht wurde. Das ist schon lange Geschichte.
Außerdem haben zwei Frauen den Chemie Nobelpreis bekommen. Sehr gut. :dasumen:

 
Da man das noch etwas strenger und die Relativitätstheorie hatte zu Einsteins Lebzeiten in erster Linie die Atombombe hervorgebracht, was nun wirklich nicht ehrenswert im Sinne Nobels war.
Indirekt. Einstein war auch nie aktiv mit an der Entwicklung der Atombombe beteiligt.
Außerdem wird die Relativitätstheorie für die Raumfahrt genutzt.
Und GPS funktioniert nur deswegen so genau.

Edit: Ich habe eben mehr oder weniger durch Zufall dieses Video entdeckt. Auch sehr interessant:

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