Kan een rechtlijnige beweging of een draaibeweging in het vacuum van de ruimte gezien worden als een perpetuum mobile?

[Maarten1234]

Ik vroeg me af of je een eenparige rechtlijnige beweging van een voorwerp in het vacuum van de lege ruimte kan zien als een perpetuum mobile? En kan je een draaiend voorwerp in diezelfde lege ruimte met een draai-impuls waarbij een kracht nodig is van buitenaf om die draai-impuls te stoppen, zien als een perpetuum mobile?
Zoals een draaiend hemellichaam bijvoorbeeld.

[Michel Uphoff]

Allebei nee.

Er is altijd nog iets aan wrijving (van de paar atomen die er altijd ook in het meest lege deel van het heelal zijn), of lichtdruk (als is het maar door het licht van een ver verwijderde ster) , of zwaartekrachtgolven (uitgezonden door iedere niet symmetrisch bewegende massa) die die eenparige bewegingen beïnvloeden.

Zo zijn er precisiemetingen verricht aan de rotatieduur van kleinere planetoïden, o.a. bij Itokawa en variaties (niet altijd vertragingen) in de rotatieduur aangetoond (o.a. door het zogenoemde YORP effect, dat is het absorberen van externe energie en het op een ander moment en in een andere golflengte en richting weer uitzenden. Dat levert verschillen in fotondruk en daardoor invloed op de rotatie op)

Een eeuwige rotatie of eenparige beweging zou wellicht alleen in een verder in ieder opzicht absoluut leeg heelal mogelijk zijn, maar ook daar mag je vraagtekens bij zetten. Zo zal het object ook nog volmaakt glad en bolvormig moeten zijn wil het geen rotatie-energie verliezen aan uitgezonden gravitatiegolven.

[Maarten1234]

Ok, dank voor het antwoord.

[Maarten1234]

Maar stel nu dat je het vacuum van de ruimte kan nabootsen hier op Aarde (bv: vacuumkamer) en je plaatst er een draaiend wiel in, gekoppeld aan elektriciteitsgenerator dan hoef je het in theorie maar af en toe eens aan te drijven en is de output dus veel groter dan de input. De rotor blijft eerst een lange tijd doordraaien en valt pas na een tijdje stil. Zo kan je dus, in theorie, efficiënter energie verkrijgen door een draaiend wiel in vacuum te koppelen aan een generator.

[Xilvo]

De energie die je er aan toe moet voegen is altijd minstens even groot als die je eruit kunt halen, in de praktijk altijd groter.

[Maarten1234]

Ja dat geldt hier op Aarde onder atmosferische invloed en zwaartekracht Aarde. Maar als de wet voor behoud van draai-impuls zegt dat iets (minstens voor zeer lange tijd) blijft ronddraaien in vacuum, hoe kan de output groter zijn dan de input, niet? Je hebt energie nodig om het aan het draaien te brengen, maar dan blijft het een tijdje draaien vooraleer het uiteindelijk stilvalt in vacuum.

[Xilvo]

Het heeft niets met luchtdruk of zwaartekracht te maken. Het is de wet van behoud van energie.

[Maarten1234]

Ok, 'wet van behoud van draai-inpuls', dacht ik. Zonder de weerstandsinvloeden zoals zwaartekracht en luchtweerstand.
Nu, feit is: het blijft doordraaien in het vacuum van de lege ruimte. Dus als je dat vacuum kan nabootsen op Aarde, blijft het hier toch doordraaien, niet? (uiteindelijk valt het stil, maar de output is groter dan de input, niet?)

[Maarten1234]

Eigenlijk is het best een testbare hypothese (dus wetenschappelijk): wat als je een draaiende rotor in een vacuumkamer plaatst, blijft dat wiel dan vanzelf doordraaien? (Ik weet niet of een vacuumkamer de lege ruimte genoeg nabootst?)

[Xilvo]

Rotatie-energie is gewoon een vorm van energie.
Zolang je er van af blijft, blijft het ding draaien, in ieder geval heel lang, als je wrijving minimaliseert.
Maar dan haal je er geen energie uit.

Zodra je er wel energie aan onttrekt, bijvoorbeeld door er een dynamo op aan te sluiten en die elektrische energie ergens voor gebruikt, gaat het ding langzamer draaien. Het verliest altijd minstens zoveel energie als je eruit haalt.

[Maarten1234]

Dus uiteindelijk valt het stil als we er energie aan onttrekken en zou het voor ons geen belangrijk verschil uitmaken of we het wiel nu in het vacuum van de lege ruimte plaatsen en er dan energie aan onttrekken dan wanneer we hier op Aarde een gelijksoortig wiel laten draaien en er energie aan onttrekken via een dynamo?

[Xilvo]

Inderdaad. In elektrische centrales draaien ook vliegwielen (zoek eens naar plaatjes van oude centrales, die zijn enorm).
Die drijven dynamo's aan, verliezen energie, en die wordt aangevuld door energie van stoommachines/stoomturbines.

Ze verliezen ook wat energie door wrijving met lucht maar dat is te weinig om het lonend te maken ze in vacuum te plaatsen.

[Maarten1234]

Ok, bedankt. Ik zag intussen op Youtube hoe een fidgetspinner en een gyroscoop tot stilstand komen in een vacuumkamer.

[Maarten1234]

Dan zou men, logisch gezien, toch moeten concluderen dat de volgende wet van Newton onjuist is: de wet die zegt dat een voorwerp in beweging, in beweging blijft totdat een kracht van buitenaf die beweging verandert. Want die wet impliceert dat een perpetuum mobile bestaat.

[ukster]

Die dingen hebben een aerodynamische vorm dus wordt de rotatie tijd praktisch niet door luchtweerstand beinvloed
Het is puur de lagerwrijvingskracht die de arbeid levert om tot stilstand te komen