EM druk en momentum

[ukster]

Een werkend flashlight (m=0,6kg / EM-stralingsvermogen 200W) in 'dark empty space' krijgt een versnelling in tegengestelde richting omdat licht(=EM-straling) druk uitoefent.

Flashlight.jpg (3.19 KiB) 2070 keer bekeken

Een systeem met solar sails krijgt een versnelling in voorwaartse richting, als gevolg van het momentum van licht.

Photon Sails.jpg (11.24 KiB) 2070 keer bekeken

Ik heb wat formuletjes bij elkaar gesprokkeld,een berekening gemaakt voor het geval beide versnellingen aan elkaar gelijk zijn, met A=367,4cm² als uitkomst.
Dat zou betekenen dat in 22min en 21,64 sec een afstand van 1m wordt overbrugd vanuit (relatieve) rust.
Is dit realistisch?
 

[Michel Uphoff]

Een benadering:

W/m²= J/(m².sec) = (Nm)/(m² sec) = (N/m²).(m/sec). Dus een druk en een snelheid. Die snelheid is natuurlijk c.
Dus is de druk p bij 200 watt: 200/300.000.000, ongeveer 6,66.10^-7 N.

Bij een massa van 0,6 kg leidt dat tot een versnelling (f=m.a) van 1,11.10^-6 m/s².
Na 1342 seconden is de afgelegde weg (s=0,5 at²) inderdaad 1 meter.
 
Wat wel van belang is, is de reflectie van het scherm. Absorbeert het de straling (inelastische botsing), dan is de impuls de helft van die bij volledige reflectie.

[ukster]

Volledige reflectie, dus 2x het momentum