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1076209
Ines91
Ines91 (Rang: Einsteigerin)

Wie viele Pferdestärken bräuchte es, eine Erdumdrehung in Gang zu setzen, wenn die Erde stehen würde? Wie viel PS bräuchte eine Mondumdrehung? (Der Mond steht ja tatsächlich)

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5 Antworten

776187
Gray_Wolf

Gray_Wolf

Rang: Leonardo daVinci (12.632) | Physik (132), erde (13)

9 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (11.01.2017 22:04)

1

Eine Pferdestärke würde reichen!

Die Formel für Arbeit ist: Arbeit=Kraft*Weg

Die zu leistende Arbeit ist in diesem Fall die Erde zu drehen. Also muss man nur ein Getriebe vorschalten, dass so geschaltet ist, dass der 1PS Motor sehr viel drehen muss. Somit ist die benötigte Kraft sehr klein.

Vor allem ist es ja so, sobald sich die Erde einmal in Bewegung gesetzt hat, dreht sie sich von alleine weiter. Da ist ja nichts was sie bremst.

4 Kommentare

31697
herbert-h
herbert-h

Rechne doch mal den aktuellen Drehimpuls der Erde aus.
(das Trägheitsmoment einer Kugel findest du bei Wiki)
Und dann bitte die Mods um eine Löschung deiner Antwort wegen Peinlichkeit.

757455
avid
avid

Dann müsste man aber auch alle DEINE Kommentare hier löschen. Selten so einen Unsinn gelesen.

31697
herbert-h
herbert-h

Manch einer versteht Ironie, andere sind stupide.

776187
Gray_Wolf
Gray_Wolf

Da es in der Frage nur darum geht, die Erde überhaupt in Bewegung zu setzten, ist meine Antwort richtig.

Wenn die Frage lauten würde, wie viel PS es braucht, um die Erde innerhalb von z.B. 24 Stunden auf ihre jetzige Geschwindigkeit zu bringen, dann kommt dabei natürlich ein bestimmter Wert raus.

Solange es nur darum geht, überhaupt eine Bewegung zu erzeugen, reicht (unter 'idealen' Bedingungen) jede beliebige Kraft aus. Je kleiner die Kraft wird, umso länger muss nur der Weg (oder Hebel) werden.

Das ist wie mit einem Flaschenzug. Ich könnte mit meiner Kraft ein Schiff bewegen, dazu müsste ich nur einen entsprechenden Flaschenzug haben und sehr viel ziehen.

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1075307
aritter2016

aritter2016

Rang: Nobelpreisträgerin (5.781) | Physik (56)

65 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (11.01.2017 23:00)

2

um es vielleicht genauer zu beschreiben. es kommt darauf an, wo du den hebel ansetzen kannst.

weil theoretisch kannst du die welt aus der umlaufbahn hebeln oder damit auch zum drehen bringen.

das kann ein mensch allein. nur braucht er einen fixpunkt im all und einen entsprechenden langen hebel.

wenn du ein triebwerk als tangente an den erdradius anbaust, müßte es die leistung bringen, die ...

hier mal die formeln ...
https://de.wikipedia.org/wiki/Rotationsen ergie kopieren

dazu nochmals ein paar werte
Erde Masse: 5,972 × 10^24 kg
Erde/Radius: 6.371 km

Mond
Mittlerer Durchmesser 3476 km
Masse 7,349 · 10^22 kg


Ergänzung vom 11.01.2017 23:01:

wieviele punkte ist die rechnung wert?


Ergänzung vom 12.01.2017 08:06:

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1054711
Tabino

Tabino

Rang: Max Planck (9.978) | Physik (92), erde (8)

8 Stunden nachdem die Frage gestellt worden ist (12.01.2017 05:04)

3

Da ich gleich zur Arbeit muß erklär ich dir mal den Rechenweg.
Zuerst berechnet du die Masse der Erde und das geht so:
http://www.virtual-maxim.de/wie-bestimmt-man-die-erdmasse/ kopieren

Dann gilt das Newtonsche Grundgesetz Aktion gleich Reaktio,also mal Erdbeschleunigung also 9,81 rund 10 und das Ergebnisse rechnest du in PS um.

Und beim Mond machst du das auch so


Ergänzung vom 12.01.2017 05:08:

Vergessen+ein wenig mehr um die Trägheit zu über winden wieviel mehr du brauchst hängt davon ab wie schnell es gehen soll


Ergänzung vom 12.01.2017 05:13:

Ergänzung vom 17.01.2017 01:26:

Auf Grund der Goldene Regel der Mechanik" , Was man an Kraft spart, muss man an Weg zusetzen, kann man die Hebel und Momente erst mal weglassen.
Als erstes bringt man alles auf einen Punkt. Also man lässt die Erde Gedanklich auf einen Masse Punkt zusammen schrumpfen. Da die Masse gleich der Trägheit ist muß man erst mal die Masse in in die ekwiwalente Trägheitskraft umrechnen also 5.972× 10^24 × g 9,82=5.864×10^25 Newton wenn man eine gleich große Kraft entgegensetzt hätte man ein Kräftgleichgewicht deshalb benötigt man eine Kraft die etwas größer ist. Dafür rechnet man das gleiche aber verwendet für den Wert von g nicht 9,81 sondern den auf gerundeten Wert 10 also 5,972× 10^24×10=5,972×10^25 Newton . Da man die Erde bewegen möchte rechnet man × 1m das ergibt 5,972× 10^25 Nm . Auf Grund. 1 J = 1 N·m = 1 W·s ergibt sich der gleiche Wert in Joul weil 1 kWh = 3 600 000 J. Teilst du den Wert durch 3600000 also und er hältst 1,658×10^ 19 KW *h diesen Wert teilst du durch 3600 Sekunden weil du nur den Moment der Arbeit willst also 1,658×10^19/3600= 4,605 ×10^15 KW. Weil 1 kW = 1,36 PS; 1 PS = 0,735 kW. teilst du das durch 1,36 und erhältst 3,38 × 10^15 PS.
Wenn du die Erde wieder gedanklich groß machst und Dir eine virtuelle Schnur drum rum gewickelt vorstellst wie beim Motor anwerfen Es also als Rotationskörper vorstellst musst du nur den Wert der ekwiwalente Trägheitskraft also 5.972× 10^24 × g 9,82=5.864×10^25 nochmal durch den halben Erdduchmesser teilen und den gesamten Rechenweg wiederholen ,wegen dem goldenen Satz der Mechanik. Also du kannst es immer so rechnen je nachdem was du für eine Vorstellung von der Aperatur hast,du kannst es in mehrere Maschienen aufteilen usw.

3 Kommentare

1075307
aritter2016
aritter2016

die berechnung möchte ich sehen und u kannst auch gerne gleich mal die werte von meiner antwort nehmen

1039555
Neutralino
Neutralino

wat

886981
PhyberOptik
PhyberOptik

Abenteuerlich.

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1026400
Schandi

Schandi

Rang: Albert Einstein (16.686) | Physik (113), erde (54), mond (5)

15 Stunden nachdem die Frage gestellt worden ist (12.01.2017 12:27)

4

Man bräuchte ca. 7 Milliarden Pferdestärken.
Man müsste dazu jedes Pferd an einen dicken Baum binden,
so dass es kräftig ziehen kann, und zwar alle gleichzeitig in eine Richtung.

Mangels Pferden müssten das heute die Menschen machen:
Wie man weiß, droht die Erde unterzugehen.
Die Menschen müssen sie daher an den Bäumen festhalten.
Es genügt, wenn die das ab und zu machen, aber es müssten ziemlich viele sein.

3 Kommentare

1076209
Ines91
Ines91

LOL, Schandi, YMMD.
Aber ich hoffe, du machst dich nicht über meine Frage lustig?

1026400
Schandi
Schandi

Ganz im Gegenteil!

31697
herbert-h
herbert-h

Gut gegeben, aber sich an Bäumen festzuhalten, die ebenfalls auf der Erde stehen, erinnert ein wenig an das Herausziehen aus dem Sumpf am eigenen Schopf. Es gibt schon gute Tricks.

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1051871
Picus48

Picus48

Rang: Isaac Newton (10.737) | Physik (447)

29 Stunden nachdem die Frage gestellt worden ist (13.01.2017 02:16)

5

Die Rotationsenergie E_e der Erde (Kugel) berechnet sich nach:

E_e = 1/2 * I_e * ω_e²

mit I_e = Trägheitsmoment
ω_e = Winkelgeschwindigkeit

Da Trägheitsmoment der inhomogenen Erdkugel ist:

I_e = 8,2 * 10³⁷ m²kg [ https://lp.uni-goettingen.de/get/text/229 0 kopieren ] und
ω_e = 7,3 *10⁻⁵ s⁻¹

Damit errechnet sich die Rotationsenergie der Erde zu:

E_e = 8,2 * 10³⁷ m²kg * (7,3 *10⁻⁵ s⁻¹)²
E_e = 4,37*10²⁹ J

Das ist also die Energie (Arbeit, die man an der Erde verrichten muss), die die Erde bei normaler Rotation (1 Umdrehung in 24 h) hat. Da nach "PS" gefragt ist, also nach einer Leistunggröße, kommt noch der Faktor Zeit ins Spiel. Die Leistung ist eine auf die Zeit bezogene Größe und es gilt:

Leistung = Arbeit pro Zeit oder:

N = E_e/t

Nehmen wir an, dass die Erde an einem Tag auf Schwung gebracht werden soll, dann benötigt man eine Leistung von:

N = 4,37*10²⁹ J/(3600 * 24 s)
N = 5,058*10²⁴ W (Watt)
N = 6,88*10²¹ PS (Trilliarden: https://de.wikipedia.org/wiki/Vors%C3%A4t ze_f%C3%BCr_Ma%C3%9Feinheiten kopieren )

Wenn man sich 100 Jahre Zeit läßt, dann kommt man mit:

N = 1,88 * 10¹⁷ PS hin.

Für den Mond kann man das entsprechend rechnen.

1 Kommentar

1076209
Ines91
Ines91

Vielen Dank, Picus48.
Keine Ahnung, ob es stimmt, aber es erscheint mir plausibel :)
Vom Prinzip her hat dann auch Gray_Wolf recht?

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757455
avid
avid

Der Mond steht NICHT tatsächlich. Er dreht sich 1x in 28 Tagen um seine eigene Achse.

757455
avid
avid

Und weil das synchron zur Umdrehung um die Erde erfolgt, sehen wir immer die gleiche Seite. Synchronisierte Umdrehung nennt man das.

1076209
Ines91
Ines91

Ja sicher, er "klebt" quasi an der Erde fest in einer erdgebundenen Rotation.
Aber ich denke, du weißt schon, was ich meine...

31697
herbert-h
herbert-h

"Der Mond steht ja tatsächlich" aha, wieder was gelernt. Und gestern dachte ich noch er bewegt sich pro Tag so eine Hand breit (gegenüber der Venus). Na ja Nebel halt...

31697
herbert-h
herbert-h

OK, aber die Sonne kreist schon jeden Tag um die Erde?

757455
avid
avid

Zu müde oder zu viel Alkohol?

1076209
Ines91
Ines91

herbert-h, das mit der Handbreit und der Venus verstehe ich leider nicht.

31697
herbert-h
herbert-h

Hast du schon mal an den Himmel geblickt, wie sich Sterne, Planeten und Mond von Nacht zu Nacht zueinander verschieben? Woher kommen diese Verschiebungen? Warum sind sie so groß wie sie sind? Hier kurz Eine Nacht heißt 24 Stunden. Das Himmelszelt ist 180 Grad, der Umlauf beträgt 360°. Sei die Venus die Marke. Der Mond läuft in 28 Tagen einmal um die Erde. Deshalb holt er 360/28 Grad pro Tag auf. Das ist die Breite einer ausgestrecken Hand. Einfach mal nachprüfen!

1076209
Ines91
Ines91

Was die Venus mit all dem zutun hat, weiß ich nicht.
Also, ich weiß nur, die Erde hat eine Eigenrotation.
Der Mond im Prinzip nicht, da er erdgebunden rotiert.

31697
herbert-h
herbert-h

Ah noch was: Der Mond ist ein wenig kleiner als der ausgestreckte Daumen! Die Sonne ist praktisch genau so groß.

31697
herbert-h
herbert-h

"Was die Venus mit all dem zutun hat, weiß ich nicht."
Ich schon. Die Venus ist ein sehr heller Planet, der manchmal vor dem Mond aufgeht manchmal nach dem Mond. Morgenstern/Abendstern Neumond/Vollmond usw. kennst du aus Gedichten? Na ja die beiden sind halt zu unterschiedlichen Zeiten an unterschiedlichen Stellen am Himmel zu sehen. Daraus haben manche Leute (Galileo, Kepler, Newton) gedacht, könnte sich was ergeben...

31697
herbert-h
herbert-h

Wir leben in postfaktischen Zeiten, da sind das nur Lichtflecke. Der Monitor kreist nicht und er ist heller als der Mond.

1075307
aritter2016
aritter2016

mal ehrlich kreisen?

alles ist in spiralen und ....

Erdbahn – Wikipedia
https://de.wikipedia.org/wiki/Erdbahn kopieren
Die Erdbahn – die Umlaufbahn der Erde im Sonnensystem – ist der Weg, den die Erde bei ... Die Erdbahn wird in guter Näherung durch eine Ellipse mit der Sonne in einem der beiden Brennpunkte beschrieben, ... Diese Ellipse weicht mit einer numerischen Exzentrizität e von 0,0167 nur sehr wenig von einer Kreisbahn ab.

1076209
Ines91
Ines91

hervert-h, noch immer verstehe ich nicht, warum du mir etwas über die Venus erzählen möchtest, wo ich doch lediglich frage, wie viel Kraft es kosten würde, eine nicht rotierende Erde wieder in Rotation zu versetzen.

31697
herbert-h
herbert-h

Ich will dir nur sagen, dass der Mond nicht still steht, was man auch dann erkennen kann, obwohl sich die Erde dreht und keine Messgeräte zur Verfügung hat. Die Venus ist nichts anderes als eine besonders helle Lichtstelle am Himmel, die in der selben Ebene liegt wie der Mond. Eine gute Stelle, an der man das Lineal anlegen kann um zu messen, wie weit der Mond davon entfernt ist. Du kannst auch die Sonne nehmen, aber die blendet, dann siehst du den Mond nicht so gut. Nimm am besten auffällige Fixsterne. Dann siehst du vielleicht, dass auch die Venus etwas entlang kriecht, während der Mond richtig rast (1,02 Kilometer pro Sekunde, das schafft kein Mensch). Und jetzt fangen wir an zu denken: Wie kann der Mond stehen, wenn er sich bewegt?

31697
herbert-h
herbert-h

Pferdestärken sind eine seit 1978 nicht mehr zulässige Einheit der Leistung.
Wollen wir mal das zulassen. Ich finde Fuß, Elle und Daumen ja auch gut.
Trotzdem ist die Frage etwas unphysikalisch. Du könntest fragen: Wie viele Jahre dauert es, um die Erde von 0 auf U=1/24h zu beschleunigen, wenn man dazu eine Leistung von einer Million Pferden mit 100% Wirkungsgrad einsetzt? (Hinweis 1PS=735,49875 W https://de.wikipedia.org/wiki/Pferdest%C3%A4rke) kopieren Oder noch einfacher: Wie hoch ist die Rotationsenergie der Erde? Das teilst du dann durch die Leistung und erhältst die Zeit. (Hinweis: du kannst von Erot = 2,6 *10^29 Ws ausgehen.) Jetzt gehts nur noch um die Zahl der Sekunden eines Jahres. Ich würde mal schätzen, dass es 1Mio Pferde seit dem Urknall nicht geschafft hätten.....

1051871
Picus48
Picus48

@Herbert-h Wenn man das Alter des Universums mit 13,8*10⁹ Jahren ansetzt, dürften in der Tat 10⁶ Pferde nicht reichen. Es sei denn, die Pferde von damals waren deutlich kräftiger. ;-)

31697
herbert-h
herbert-h

Die Urpferdeln werden in QPH (quasaric horse power) gemessen^^^.

1076209
Ines91
Ines91

herbert-h
"Pferdestärken sind eine seit 1978 nicht mehr zulässige Einheit der Leistung."

Achso? Ups, aber erzähl das mal nicht weiter, sonst haben die Leute von VW ja gleich den nächsten Skandal am Hals.

"Und jetzt fangen wir an zu denken: Wie kann der Mond stehen, wenn er sich bewegt?"

Der dreht sich doch aber nicht, der zeigt dir immer nur das gleiche Gesicht und du hast noch niemals seine Rückseite gesehen.

@Picus48
"Wenn man das Alter des Universums mit 13,8*10⁹ Jahren ansetzt, dürften in der Tat 10⁶ Pferde nicht reichen. Es sei denn, die Pferde von damals waren deutlich kräftiger. ;-)"

Wird schwierig, die Urpferde waren nur fuchsgroß :)

1051871
Picus48
Picus48

@Ines91 Die fuchsgroßen meinte ich auch nicht, sondern die von ganz-ganz-ganz-früher!

31697
herbert-h
herbert-h

"Der dreht sich doch aber nicht"
Freilich dreht er sich. Er umkreist die Erde mit der oben genannten Geschwindigkeit von im Mittel 1,02 Kilometer pro Sekunde oder runtergebrochen auf Armlänge eine Handbreit pro Tag. Und dreht sich dabei, sonst würden wir ihn doch von allen Seiten sehen können. Es war mir eine Freude, dir das alles ein wenig erklären zu können. Jetzt ist aber Schluß, nur das noch: VW gibt natürlich alle Motorleistungen in kW an. PS höchstens in Klammern oder Fußnoten für uns ewig gestrige.

 

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