Rotierende Raumstation: künstliche Schwerkraft

Ein Simulationsspiel zum Lernen. Sag die Zentripetalbeschleunigung einer Astronautin auf einer rotierenden Raumstation voraus und wähle die Drehung oder Größe, die sich wie Erde oder Mond anfühlt.

ZentripetalbeschleunigungKünstliche Schwerkraft

RAUMSTATION

Aus der Randgeschwindigkeit

Bereit
Aktiviere JavaScript, um die Station zu drehen. Anleitung und Rechenbeispiel bleiben lesbar.
Geschwindigkeit vBeschleunigung aWeg und ZielDeine Vorhersage
Zentripetalbeschleunigunga = ω²·r

Zeit

0.00 s

t

Winkelgeschwindigkeit

— rad/s

ω = 2π ÷ T

Randgeschwindigkeit

— m/s

v = ω·r

Zentripetalbeschleunigung

— m/s²

a = v² ÷ r = ω²·r

Umlaufzeit

— s

T = 2π·r ÷ v

Erst vorhersagen, dann drehen

Gib deine Antwort ein, um die Station einzustellen. Drehen bleibt aus, bis eine Antwort da ist.

Sag die Drehung voraus, bevor du startest.

Missionspunkte—

Eine richtige Antwort mit höchstens 2 % Abweichung bringt 100 Punkte. Gelingt es bei der ersten Drehung, kommen 50 dazu. Eine Drehung zählt, sobald sie beginnt.

✓ Richtige Antwort① Beim ersten Versuch

So spielst du Rotierende Raumstation

  1. Wähle eine Station und lies auf der Karte Radius, Randgeschwindigkeit, Drehrate, Umlaufzeit oder Ziel ab.
  2. Nutze a = v² ÷ r = ω²·r mit ω = 2π ÷ T, oder löse nach ω, T oder r auf.
  3. Gib deine Antwort ein und drück Drehen. Eine Beschleunigung markiert die Anzeige; Drehrate, Umlaufzeit oder Radius stellen die Station ein.
  4. Beobachte die Pfeile: Die Geschwindigkeit zeigt entlang des Randes, die Beschleunigung zur Nabe. Lies die Anzeige ab, sobald die Drehung beginnt.

Warum spürt die Astronautin ein Gewicht?

Ein Körper auf einer Kreisbahn ändert ständig seine Richtung, er wird also beschleunigt, auch wenn sein Tempo gleich bleibt. Diese Zentripetalbeschleunigung zeigt zum Kreismittelpunkt und hat den Betrag a = v² ÷ r = ω²·r. Auf einer rotierenden Raumstation würden die Füße der Astronautin geradeaus weiterfliegen, doch der Boden am Rand drückt sie ständig zur Nabe. Dieser Druck, a = ω²·r pro Kilogramm, fühlt sich genau wie Gewicht an. Je schneller die Drehung oder je größer der Ring, desto stärker ist er. Die Fallbeschleunigung beträgt auf der Erde etwa 9,8 m/s², auf dem Mond etwa 1,62 m/s².

Ein Modell zum Lernen

Die Station dreht sich gleichmäßig, und die Astronautin steht still am Rand, also führt sie eine gleichförmige Kreisbewegung aus. Ihre Körpergröße wird vernachlässigt. Es gibt keine Schwerkraft anderer Himmelskörper. Die volle Umdrehung wird exakt berechnet. Die Ansicht ist je Mission fest, und die Wiedergabegeschwindigkeit steht auf der Zeichenfläche.

Beim Sprachwechsel bleiben Station, Antwort, Versuche und Lauf erhalten.