Der Geek-Atlas (German Edition)
sich dadurch besonders schnell
unter Wasser bewegen. Sie gleiten dann auf einer Dampfblase durch das Wasser. Ein Torpedo ist so geformt, dass seine Nase
Kavitationsdampf erzeugt, während er sich durch das Wasser bewegt. Ein kleines Projektil (etwa ein Unterwassergeschoß) kann
durch seine Bewegung so viel Kavitation um sich herum erzeugen, dass es durch das Wasser fliegt, ohne überhaupt mit diesem
in Berührung zu kommen. Dieser Vorgang wird als Superkavitation bezeichnet (siehe Abbildung 68.2 ).
Abbildung 68.2 Superkavitation
Der russische Shkval-Torpedo ( Abbildung 68.3 ) nutzt die Superkavitation, um mit sehr hoher Geschwindigkeit durch das Wasser zu gleiten (gerüchteweise mit über 200 Knoten).
Der Torpedo besitzt einen speziell geformten Nasenkonus, der Kavitationsdampf an der Nase erzeugt. Außerdem wird ein Raketenantrieb
genutzt. Ein Teil der Raketengase wird zur Nase geleitet, um die Kavitationsblase zu vergrößern und dadurch den Widerstand
des Torpedos unter Wasser weiter zu verringern.
Abbildung 68.3 Russischer Shkval-Torpedo
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Kapitel 69. Der Apfelbaum, Trinity College, Cambridge, England
52° 12′ 26.22″ N, 0° 7′ 3.98″ E
Das System der Welt
Sir Isaac Newton, wohl einer der größten Wissenschaftler aller Zeiten, lebte und arbeitete den Großteil seines Lebens am Trinity
College der Universität Cambridge. Direkt vor Newtons alten Räumen steht ein Apfelbaum, der ein direkter Ableger eines Baums
in Newtons Domizil in Woolsthorpe, Lincolnshire, sein soll: Es ist der Baum, der Newtons Theorie der Gravitation inspiriert
haben soll ( Abbildung 69.1 ).
Abbildung 69.1 Newtons Apfelbaum am Trinity College, Cambridge; zur Verfügung gestellt von Fred Parkins
Newton ist nicht der einzige berühmte Zögling des Trinity Colleges. Trinity war die einstige Heimat von Lord Rayleigh, J.
J. Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr, Sir William Henry Bragg und 21 weiteren Nobelpreis-Gewinnern. Newton war Inhaber
des Lukasischen Lehrstuhls für Mathematik der Universität Cambridge (ein Posten, den momentan Stephen Hawking innehat und
vor ihm unter anderem Charles Babbage und Paul Dirac).
Newtons großer Beitrag, der 1687 in seiner Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica veröffentlicht wurde, ist das Gravitationsgesetz und die drei Grundgesetze der Bewegung. Sie zeigten, dass Keplers Gesetze
über die Bewegung der Planeten – dass die Erde sich um die Sonne dreht – richtig waren, und lieferten auch eine Erklärung:
die Gravitation.
Das universelle Gravitationsgesetz besagt, dass zwei Körper (wie Planeten oder Äpfel) eine Gravitationskraft aufeinander ausüben.
Diese Kraft ist proportional zum Produkt der Massen dieser Körper (je größer der Körper, desto größer die wirkende Kraft)
und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen den Körpern.
Dieses Quadratabstandgesetz zeigt, dass die Kraft schwächer wird, je weiter die Körper voneinander entfernt sind, und dass
die Verdoppelung der Entfernung zwischen zwei Körpern die Kraft auf 1/4 reduziert. Quadratabstandgesetze gelten für zahlreiche
Bereiche: Elektromagnetische Strahlung (inklusive Licht und gewöhnliche Radioübertragungen) reduziert sich mit dem Quadrat
des Abstands zwischen Quelle und Empfänger. Für die Anziehungskraft zwischen zwei elektrisch geladenen Teilchen gilt das Gleiche,
und sogar die Stärke von Schallwellen verringert sich entsprechend zum Quadrat des Abstands.
Newtons drei Bewegungsgesetze beschreiben, wie Kräfte auf Körper wirken:
Wirkt keine Kraft auf einen Körper, so bleibt dieser an Ort und Stelle oder bewegt sich mit einer konstanten Geschwindigkeit
fort.
Wirkt eine Kraft auf einen Körper, dann ist die Beschleunigung proportional zu dieser Kraft oder umgekehrt proportional zur
Masse des Körpers. Die Beschleunigung erfolgt in Richtung der Kraft.
Übt ein Körper A eine Kraft auf Körper B aus, dann gilt das auch umgekehrt, d.h., jede Aktion führt zu einer gleich großen
und entgegengesetzten Reaktion.
Newtons eigene Ausgabe der Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica wird in der Bibliothek des Trinity Colleges aufbewahrt, ebenso wie viele andere Bücher, die er geschrieben hat oder besaß.
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Gewicht, Masse und die Apollo 15
Die Masse und das Gewicht eines Objekts im physikalischen Sinne werden häufig verwechselt. Die Masse eines Apfels, gemessen
in Kilogramm, ist ein Maß für dessen Trägheit, d.h., ein Maß
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