Το μέλλον είναι εδώ

Όταν γυρίζεις από τη φύση είσαι πάντα πιό δημιουργικός. Εγώ βάλθηκα να γίνω …εφευρέτης. Πώς οι άλλοι κινούν αυτοκίνητα με νερό.; Κάτι τέτοιο. Η NASA έχει πεί ότι συμφέρει από πολλές πλευρές να έχουμε διαστημικό σταθμό σε τροχιά γύρω από τη σελήνη στον οποίο θα διαμένουν όσοι εργάζονται στη βάση της σελήνης. Εγώ έχω μία κατασκευαστική πρόταση για το απώτερο μέλλον όμως καθότι η πρότασή μου απαιτεί τεχνητή βαρύτητα δια της περιστροφής. Το αποτέλεσμα ή μη τι άλλο έχει πολύ πλάκα, αλλά θα την υποβάλλω ως πρόταση στο …Κατάρ. Αυτοί δίνουν δισεκατομμύρια για να πάρουν ξοφλημένους ποδοσφαιριστές και δε θα αγοράσουν τέτοια πρόταση;

ΕΚΦΩΝΗΣΗ …ΜΥΘΙΣΤΟΡΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΦΑΝΤΑΣΙΑΣ ή ΥΠΕΡΠΑΡΑΓΩΓΗ ΓΙΑ ΤΑ ΚΟΙΝΩΣ ΛΕΓΟΜΕΝΑ

Ο διαστημικός σταθμός είναι η κατασκευή του σχήματος 1. Αποτελείται από κυβικά «κελιά» – διαμερίσματα – χώρο αναψυχής – νοσοκομειακές κλινικές – super market κλπ δίπλα σε ένα κυκλικό τούνελ κυκλοφορίας ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Τα ΑΒ, ΓΔ, ΚΕ είναι επίσης τούνελ. Στα διαγώνια τούνελ κυκλοφορούν μικρά πυραυλοκίνητα οχήματα. Στο τούνελ ΚΕ ελλιμενίζονται διαστημόπλοια μεταφοράς επιβατών και υλικών τροφοδοσίας του σταθμού.

Η ηλεκτρική ενέργεια εξασφαλίζεται με ηλιακά πάνελ περιμετρικά του σταθμού.

Στον κυκλικό σταθμό ακτίνας ΚΓ = R = 160 m έχει δοθεί σταδιακά από κινητήρες ιόντων και ραδιοϊσοτόπων σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω όπως δείχνουν τα βέλη ώστε να δημιουργηθεί τεχνητή βαρύτητα στον σταθμό.

Ο σταθμός είναι σε τροχιά γύρω από τη σελήνη και φιλοξενεί όλο εκείνο το προσωπικό που εργάζεται στη βάση της σελήνης.

Για παρατηρητή μέσα στο σταθμό η όποια βαρυτική έλξη της σελήνης εξουδετερώνεται από την φυγόκεντρο δύναμη της περιφοράς του σταθμού γύρω από τη σελήνη με αποτέλεσμα η μοναδική  δύναμη μέσα στο σταθμό να είναι η φυγόκεντρη δύναμη F_φυγ λόγω περιστροφής του σταθμού και έχει  ίσο μέτρο και αντίθετη φορά με την κεντρομόλο. Μία μεγέθυνση ενός κελιού βλέπουμε στο σχήμα 2 όπου πάτωμα είναι η πλευρά του «κελιού» που είναι κάθετη στην ακτίνα.  Το σχήμα 3 δείχνει ένα πυραυλοκίνητο όχημα και το σχήμα 4 ένα ηλεκτρικό.

α) Επιθυμούμε η βαρύτητα στο πάτωμα κάθε κελιού να είναι όση στη γη    g = 10 N/kg. Πόση ω δόθηκε στο σταθμό;

β) Γιατί το «βάρος» μέσα στα διαγώνια τούνελ δεν είναι σταθερό Πόσο είναι το «βάρος» στο τούνελ ΚΕ;

γ) Τα πυραυλοκίνητα και ηλεκτρικά οχήματα μεταφοράς με δύο επιβάτες έχουν μάζα m = 400 kg περίπου . Ποια αρχική ταχύτητα πρέπει να δώσουν οι κινητήρες στο πυραυλοκίνητο όχημα που είναι ακίνητο στα Α, Β, Γ, Δ ώστε αυτό να φτάσει με μηδενική ταχύτητα στο Κ(ταχύτητα διαφυγής;;;).  Πόση ενέργεια καταναλώνουν για το ταξίδι τους;

δ) Με τι ταχύτητα θα έφταναν τα πυραυλοκίνητα οχήματα στα Α, Β, Γ, Δ αν ξεκινούσαν με ελάχιστη ώθηση  από το Κ, αν δεν χρησιμοποιούσαν ανασχετικούς πυραύλους; Πόση ενέργεια καταναλώνουν για να φτάσουν με μηδενική ταχύτητα στα Α, Β, Γ, Δ;

ε) Πόση ενέργεια καταναλώνουν τα ηλεκτρικά οχήματα στο κυκλικό τούνελ για μισή περιφορά αν επιταχυνθούν αρχικά σε ελάχιστο χρόνο και σε αμελητέα μετατόπιση στα 36 km/h και ο συντελεστής τριβής με το πάτωμα των κυκλικών τούνελ η = 0,1 ;

στ) Ποιο έχει πιο ακριβή ταρίφα το ηλεκτρικό ή το πυραυλοκίνητο ταξί;

ζ) Πως πιστεύετε μπορεί να κινηθεί το πυραυλοκίνητο όχημα στο τούνελ  ΚΕ; Όποιος έφτασε έως εδω …η λύση.

ΕΔΩ Η ΛΥΣΗ