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Physik Noob Frage

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  1. Physik Noob Frage

    Autor: melog89 10.05.16 - 12:08

    Ich verstehe nicht ganz, wie der Zug ohne Zuführung von Energie fahren kann?

    Und mich würde auch interessieren, wie das durch Magnetkraft beschleunigte Gefährt wieder gestoppt wird?

  2. Re: Physik Noob Frage

    Autor: HiddenX 10.05.16 - 12:14

    Meinem Physik-Verständnis nach sollte der Zug eigentlich eher langsamer werden, wenn er schneller werden würde hätte man ja ein Perpetuum Mobile gebaut.

  3. Re: Physik Noob Frage

    Autor: Bouncy 10.05.16 - 12:14

    melog89 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich verstehe nicht ganz, wie der Zug ohne Zuführung von Energie fahren
    > kann?
    Gar nicht - man könnte fast meinen es ist kein Zufall, dass da ein Linearmotor und Akkus mit an Board sind ;)
    > Und mich würde auch interessieren, wie das durch Magnetkraft beschleunigte
    > Gefährt wieder gestoppt wird?
    Durch....... Magnetkraft! Fluß umkehren und Stop...

  4. Re: Physik Noob Frage

    Autor: Kleine Schildkröte 10.05.16 - 12:26

    melog89 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich verstehe nicht ganz, wie der Zug ohne Zuführung von Energie fahren
    > kann?

    Die Energie wird durch die Vorwärtsbewegung zugeführt. Du kannst es dir so vorstellen, dass jede Bewegung nach vorn um den Energieanteil gebremst wird, der benötigt wird den Zug in der Schwebe zu halten.

    Die induzierte Kraft wirkt der Kraft entgegen.

    > Und mich würde auch interessieren, wie das durch Magnetkraft beschleunigte
    > Gefährt wieder gestoppt wird?

    Es stoppt ständig. Durch die Induktion und die dabei entstehenden Magnetkräfte ensteht soetwas wie eine unsichtbare Wand an der sich der Zug in vorwärtige, aber auch in rückwärtige Richtung abdrücken kann.

    Es ist letztendlich wie bei einem elektrischen Auto. Dort kannst du auch Bremsen in dem du die Kraft des Motors auf die Achsen (aufgewickelte Schiene) umkehrst. Das machen diese Systeme zum Beispiel um Bremsenergie zurückzugewinnen - In Wahrheit entziehen sie dem System auto nur elektrische Energie in dem der Motor zum Generator wird.

    Bei solchen System hilft es den Elektronenfluss gedanklich mit dem Fluss einer Flüssigkeit zu ersetzen. Du kannst ein Schaufelrad einer alten Wasserkraftmühle aktiv antreiben oder vom wasser antreiben lassen. Auch kannst du das rad in beide richtungen drehen lassen. Je nach dem ändert sich die Flüssigkeitsbewegung entsprechend. Kombinierst du nun zwei Flüssigkeitsströme und koppelst du diese über zwei miteinander verbundene Schaufelräder hast du exakt das, was hier beim Elektronenfluss passiert. (natürlich Abseits der Reibung etc und wir ersetzen die Permanentmagnete durch gleichwertige elektrische (der Energie'fluss' bei Dauermagneten ist nicht einfach)).

  5. Re: Physik Noob Frage

    Autor: naxus 10.05.16 - 12:29

    Er Sprach von dem Levitationszustand. Mit dem Zustand des Vakuums kombiniert kommt
    es einem vor als würde es danach ohne zusetzten weiter die geschwindigkeit halten.
    in Wahrheit wird es nur wenig langsamer mit der Zeit. Wenn man dann noch die Faktoren zurechnet das ein 2-10 Tonnen schweres Gewicht nur die Luftwiederstand des Beinahe Vakuums hat, hält er die 40km/h über viele viele Kilometer ohne weitere Energiezugabe.

  6. Re: Physik Noob Frage

    Autor: Ach 10.05.16 - 12:45

    Ziemlich tricky der Aufbau. Mal eben so durchzublicken, ist da zumindest für mich nicht mehr möglich. Heute Nacht vorm schlafen gehen werd ich mir dir Sache nochmal anschauen. Mal sehen ob es dann klickt :].

    Soweit nehme ich aber mal an, dass die Konstrukteure versuchen, das Schweben mit dem Vortrieb in einem magnetischem und energetischem System zu kombinieren.

    Es gibt da nicht wenige Youtube Beiträge, die sich mit der Halbach-Array beschäftigen, wie etwa dieser hier: Experimenting with the Halbach Array. Part 03.

    Aber die Halbach-Array ist in dem Fall ja nur einer von zwei Teilen des Systems. Ganz schön verwirrend :]....

  7. Re: Physik Noob Frage

    Autor: naxus 10.05.16 - 12:50

    Ein Bildlicher Aufbau eines rein passiven Systems:
    https://www.youtube.com/watch?v=8u_7beSyiII

  8. Re: Physik Noob Frage

    Autor: Kleine Schildkröte 10.05.16 - 12:58

    naxus schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Er Sprach von dem Levitationszustand. Mit dem Zustand des Vakuums
    > kombiniert kommt
    > es einem vor als würde es danach ohne zusetzten weiter die geschwindigkeit
    > halten.
    > in Wahrheit wird es nur wenig langsamer mit der Zeit. Wenn man dann noch
    > die Faktoren zurechnet das ein 2-10 Tonnen schweres Gewicht nur die
    > Luftwiederstand des Beinahe Vakuums hat, hält er die 40km/h über viele
    > viele Kilometer ohne weitere Energiezugabe.

    Naja so effizient ist das nicht. Du musst auf jedenfall soviel zuführen, wie du benötigst die Gravitation auszugleichen. Also müsstest du den Zug um 9m/s² konstant beschleunigen, um die Geschwindigkeit zu halten. Dann schlag noch die Verlustleistung hinzu und du hast, was du benötigst.

    Auch würde dir dies ermöglichen die passive Bremsleistung eines solchen Zuges abzuschätzen.

    Durch den Wegfall nahzu jeder Reibung (minimaler Luftwiederstand, keine Rollreibung) wäre ein solches Transportsystem so oder so mit einer für heutige Verhältnisse traumhaften Effizienz gesegnet.

  9. Re: Physik Noob Frage

    Autor: Ach 10.05.16 - 14:10

    Ist vom Bild her genau das, wohin die Hyperloop Leute hin zeigen, sprich: schweben ohne Energiezufuhr(Was noch fehlte wäre es, den Antriebsmotor samt Batterie im Zug selber unter zu bringen). Bei näherer Betrachtung kommen da aber ein paar Fragen auf. Da ist dieser weiße Schwebekörper mit dem Loch in der Mitte und dem silbernen Stageband(oder was auch immer silbernes :]) an zwei Enden des Schwebekörpers. Das erinnert doch sehr stark an einen Minnibecken samt Einfüllstutzen. Könnte sich also doch wieder um eine Supraleiter Schwebetechnik handeln. In dem Quader befände sich dann ein Magnet den man unter die Sprungtemperatur abkühlte, indem man den Magneten über den Einfüllstutzen mit flüssigem Stickstoff übergießt. Auch über die Anordnung der Magnete in der Schiene erfährt man nichts. Ist wohl eher eine klassische Supraleiterdemo, aber immerhin :].

  10. Re: Physik Noob Frage

    Autor: naxus 10.05.16 - 14:44

    Kleine Schildkröte schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > naxus schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Er Sprach von dem Levitationszustand. Mit dem Zustand des Vakuums
    > > kombiniert kommt
    > > es einem vor als würde es danach ohne zusetzten weiter die
    > geschwindigkeit
    > > halten.
    > > in Wahrheit wird es nur wenig langsamer mit der Zeit. Wenn man dann noch
    > > die Faktoren zurechnet das ein 2-10 Tonnen schweres Gewicht nur die
    > > Luftwiederstand des Beinahe Vakuums hat, hält er die 40km/h über viele
    > > viele Kilometer ohne weitere Energiezugabe.
    >
    > Naja so effizient ist das nicht. Du musst auf jedenfall soviel zuführen,
    > wie du benötigst die Gravitation auszugleichen. Also müsstest du den Zug um
    > 9m/s² konstant beschleunigen, um die Geschwindigkeit zu halten. Dann schlag
    > noch die Verlustleistung hinzu und du hast, was du benötigst.

    du müsstest ihn um 9,81m/s² beschleunigen damit er senkrecht die wand hoch die Position halten würde. Das Halbach Array ermöglicht ein singlefeld.
    Man kann es sich vorstellen wie eine wellige piste oder Schlafende Polizisten (geschwindigkeitshubbel). Wenn du langsam drüber fährst geht es auf und ab, aber umso schneller man drüber fährt umso weniger merkt man es (Massenträgheit)
    Nun ist es hier ähnlich, aber in diesem falle absorbiert der Stoßdämpfer im Auto die Energie weg und geht damit geht Energie verloren. Beim Halbach Array drückt der "stoßdämpfer" die gleiche Energie in einander und erzeugen ein Gleichgewicht auf denen die Nutzlast gleitet. Energie wird ab diesem Punkt so gut wie gar nicht mehr gebraucht. Wenn nun nach dem "hubbel" (Hubbel ist das Magnetfeld eines Moduls) nun Energie hinzu gefügt wird, ist mehr energie vorhanden als die Selbsterhaltung benötigt und resultiert in einer Beschleunigung. Dies geschieht über eine Spule, wenn nun last an die Spule angelegt wird, also Energie aus dem Magnetfeld in strom umwandelt, fällt die last in den nächsten Hubbel rein (Die Energie die in einem Stroßdämpfer wird in Strom umgewandelt) als über ihn zu gleiten und bremst damit ab. Man kann sagen das man die Energie die man beim Berg abfahren gewinnt 1 zu 1 wieder beim Berghoch fahren nutzten kann. Dies ist aber erst ab einer gewissen Geschwindigkeit möglich ;)

    > Auch würde dir dies ermöglichen die passive Bremsleistung eines solchen
    > Zuges abzuschätzen.
    >
    > Durch den Wegfall nahzu jeder Reibung (minimaler Luftwiederstand, keine
    > Rollreibung) wäre ein solches Transportsystem so oder so mit einer für
    > heutige Verhältnisse traumhaften Effizienz gesegnet.

    Exakt so ist es. Kosten und Material sind aber die Problematik.
    Solch starke Magnete sind aus Seltenen Erden und nicht in Massen vorhanden, wie sie
    hier benötigt werden...

  11. Re: Physik Noob Frage

    Autor: Andre S 10.05.16 - 16:14

    melog89 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich verstehe nicht ganz, wie der Zug ohne Zuführung von Energie fahren
    > kann?
    >

    Kann er doch garnicht aber der Unterschied ist das du hier nur leicht anstossen brauchst statt konstant über die ganze fahrt Energie aufzuwenden. Im endeffekt eine sehr nachhaltige Strategie.

    > Und mich würde auch interessieren, wie das durch Magnetkraft beschleunigte
    > Gefährt wieder gestoppt wird?

    Polarität umgekehren und somit eine Kraft entgegengesetzt der Fahrtrichtung erwirken und eine negative Beschleunigung erzeugen bis die Geschwindigkeit Null.

    Dann ausschalten.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 10.05.16 16:15 durch Andre S.

  12. Re: Physik Noob Frage

    Autor: smirg0l 10.05.16 - 17:35

    naxus schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Er Sprach von dem Levitationszustand. Mit dem Zustand des Vakuums
    > kombiniert kommt
    > es einem vor als würde es danach ohne zusetzten weiter die geschwindigkeit
    > halten.
    > in Wahrheit wird es nur wenig langsamer mit der Zeit. Wenn man dann noch
    > die Faktoren zurechnet das ein 2-10 Tonnen schweres Gewicht nur die
    > Luftwiederstand des Beinahe Vakuums hat, hält er die 40km/h über viele
    > viele Kilometer ohne weitere Energiezugabe.

    Klingt nach Newton und seinem Energieerhaltungsgesetz.
    Keine Reibung, kein Luftwiderstand = kein Energieverlust = fährt ewig weiter. Komplett ohne Energieverlust wirds aber nicht gehen.

  13. Re: Physik Noob Frage

    Autor: naxus 10.05.16 - 19:04

    smirg0l schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > naxus schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Er Sprach von dem Levitationszustand. Mit dem Zustand des Vakuums
    > > kombiniert kommt
    > > es einem vor als würde es danach ohne zusetzten weiter die
    > geschwindigkeit
    > > halten.
    > > in Wahrheit wird es nur wenig langsamer mit der Zeit. Wenn man dann noch
    > > die Faktoren zurechnet das ein 2-10 Tonnen schweres Gewicht nur die
    > > Luftwiederstand des Beinahe Vakuums hat, hält er die 40km/h über viele
    > > viele Kilometer ohne weitere Energiezugabe.
    >
    > Klingt nach Newton und seinem Energieerhaltungsgesetz.
    > Keine Reibung, kein Luftwiderstand = kein Energieverlust = fährt ewig
    > weiter. Komplett ohne Energieverlust wirds aber nicht gehen.

    Das stimmt denn:
    -es gibt kein perfektes Vakuum
    -es gibt kein Perfektes Magnetfeld
    -es gibt keine Perfekte Ausrichtung.

    Das heißt man wird immer Verluste haben aber ist ein unterschied ob es nach 100metern oder nach 100km ohne weiteren Energiezugabe zum stehen kommt ^^
    (das sind nur ausgedachte zahlen)

  14. Re: Physik Noob Frage

    Autor: Nullmodem 11.05.16 - 10:22

    melog89 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich verstehe nicht ganz, wie der Zug ohne Zuführung von Energie fahren
    > kann?

    Der fährt such nicht ohne Energie, der schwebt ohne Zuführung zusätzlicher Energie.
    Die Magnetenanordnung im Zug schwebt bei Vorwärtsbewegung auf dem Magnetfeld, das die Spulen in der Fahrschiene erzeugen, wenn der Zug sich oben drüberbewegt.

    >
    > Und mich würde auch interessieren, wie das durch Magnetkraft beschleunigte
    > Gefährt wieder gestoppt wird?

    Der Hyperloop soll ja ein Langstator-Linearmotor sein. Den bremst man, in dem man das Magnetfeld im "Rotor" an der "richtigen" Stelle erzeugt.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Linearmotor

    Man kann wohl davon ausgehen, das das Schwebesystem und das Antriebssystem verschiedene Aufbauten sind.

    nm

  15. Re: Physik Noob Frage

    Autor: naxus 11.05.16 - 11:39

    Nullmodem schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > melog89 schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Ich verstehe nicht ganz, wie der Zug ohne Zuführung von Energie fahren
    > > kann?
    >
    > Der fährt such nicht ohne Energie, der schwebt ohne Zuführung zusätzlicher
    > Energie.
    > Die Magnetenanordnung im Zug schwebt bei Vorwärtsbewegung auf dem
    > Magnetfeld, das die Spulen in der Fahrschiene erzeugen, wenn der Zug sich
    > oben drüberbewegt.

    Du hast da was falsch verstanden. Du beschreibst das system von Magnetschwebebahnen wie sie aktuell exsistieren. Diese Spulen die du da erwähnst brauchen Energie um das Magnetfeld zu erzeugen... Das neue System hier ist absolut
    Passive. Hat also Permanent Magneten "in der schiene" und Permanent Magneten im Zug. Diese gleiten ab einer gewissen Geschwindigkeit über einander weg. Der einzig aktive Part ist eine Spule die zur Beschleunigung oder zur Verzögerung genutzt wird.


    > >
    > > Und mich würde auch interessieren, wie das durch Magnetkraft
    > beschleunigte
    > > Gefährt wieder gestoppt wird?
    >
    > Der Hyperloop soll ja ein Langstator-Linearmotor sein. Den bremst man, in
    > dem man das Magnetfeld im "Rotor" an der "richtigen" Stelle erzeugt.
    > de.wikipedia.org
    >
    > Man kann wohl davon ausgehen, das das Schwebesystem und das Antriebssystem
    > verschiedene Aufbauten sind.
    >
    > nm
    Prinzipbedingt habe ich das ja auch schon beantwortet gehabt ;) das System ist aber hier anders aufgebaut, da nur 1 Spule benötigt wird ^^

  16. Re: Physik Noob Frage

    Autor: Sebbi 11.05.16 - 11:49

    Andre S schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > melog89 schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Ich verstehe nicht ganz, wie der Zug ohne Zuführung von Energie fahren
    > > kann?
    > >
    >
    > Kann er doch garnicht aber der Unterschied ist das du hier nur leicht
    > anstossen brauchst statt konstant über die ganze fahrt Energie aufzuwenden.
    > Im endeffekt eine sehr nachhaltige Strategie.

    Das ist leider nicht der Fall, denn irgendwer muss die Energie aufbringen, die nötig ist den Zug anzuheben. Diese kommt zwar hier aus der Bewegung und muss nicht über Elektromagnete aufgebaut werden, aber der Zug wird dadurch auf jeden Fall abgebremst und muss gegen die Bremswirkung beschleunigen.

    >
    > > Und mich würde auch interessieren, wie das durch Magnetkraft
    > beschleunigte
    > > Gefährt wieder gestoppt wird?
    >
    > Polarität umgekehren und somit eine Kraft entgegengesetzt der Fahrtrichtung
    > erwirken und eine negative Beschleunigung erzeugen bis die Geschwindigkeit
    > Null.
    >
    > Dann ausschalten.

    Kurzschluss in den Spulen am Boden bzw. Strom daraus entnehmen, bremst das System. Wie soll man denn die Polarität umkehren? Magnete rausnehmen und verdreht einbauen?

  17. Re: Physik Noob Frage

    Autor: timo.w.strauss 11.05.16 - 12:30

    melog89 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich verstehe nicht ganz, wie der Zug ohne Zuführung von Energie fahren
    > kann?
    >
    > Und mich würde auch interessieren, wie das durch Magnetkraft beschleunigte
    > Gefährt wieder gestoppt wird?

    Ich versuche es einfach zu formulieren -> eine Röhre wird unter Strom gesetzt (Spulen) und der Magnet (Fahrzeug) wird beschleunigt (ja bremsen ist auch eine form der beschleunigung)

    weg mit der großschreibung, sie ist unnötig und veraltet.
    magic is green; green is live; live is time; time is magic

  18. Re: Physik Noob Frage

    Autor: naxus 11.05.16 - 15:43

    Ist zwar nicht genau das gleiche Prinzip aber für die, die glauben man benötigt eine Dauerhafte Energiezugabe um die Levitation aufrecht zu erhalten:
    http://9gag.com/gag/aeGwnOm

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