voortbewegen in de ruimte m.b.v. fotonen

Jelle stelde deze vraag op 13 juni 2022 om 10:40.

Hallo,

Ik las een vraag in mijn schoolboek en werd nieuwsgierig. De vraag luidt als volgt: "Een persoon gaat een "spacewalk" maken, maar haar kabel breekt. Het enige dat ze bij heeft is een zaklamp. Uit de lessen fysica van vroeger herinnert ze zich dat fotonen een impuls hebben. Ze schijnt daarom met de zaklamp in de tegengestelde richting (dus weg van het ruimteschip) om terug aan boord te geraken. Is haar redenering correct? Is dit de beste manier om terug bij het schip te geraken?"

Ik weet niet hoe ik deze vraag moet aanpakken. Zou iemand mij kunnen helpen?

Dankuwel!

Reacties

Theo de Klerk op 13 juni 2022 om 11:18
Probleemaanpak is dezelfde als impulsveranderingsberekeningen bij afduwen, kogel uit geweer schieten of raketaandrijving e.d.: impuls voor de gebeurtenis = impuls na de gebeurtenis.
Fotonen hebben impuls (p = E/c = hf/c) . Door een zaklamp aan te doen (fotonen als kogels weg te schieten) krijg je een terugslag en beweeg jezelf in tegengestelde richting. Netto was en blijft de impuls 0 kgm/s. Gezien de minuscule waarden van de fotonimpuls en de lage intensiteit lijkt dit meer een reddingsvondst voor een (ongeloofwaardige) sci-fi film dan een realistische.
Jaap op 13 juni 2022 om 12:09
Dag Jelle,
Laten we aannemen dat de persoon onmiddellijk na de kabelbreuk niet bewoog ten opzichte van het ruimteschip. En dat de persoon en het ruimteschip vrij in de ruimte zweven.
In dat geval krijgt de persoon inderdaad een snelheid in de richting van het ruimteschip als zij met de lamp van het ruimteschip af schijnt. Voordat zij de lamp ontstak, was haar impuls nul. De fotonen van de lamp hebben een impuls in de richting van het ruimteschip af. Volgens de wet van behoud van impuls heeft de persoon nu een impuls naar het ruimteschip toe. Haar redenering is correct.
Overigens zullen alle fotonen die de lamp uitzendt totdat de energiebron van de lamp uitgeput is, samen slechts een minieme impuls hebben. Persoon zal daarom enig geduld moeten betrachten op weg naar het ruimteschip.
Is dit de beste manier om terug bij het schip te geraken? Een beter manier lijkt me: werp de zaklamp met kracht in de richting van het ruimteschip af.
Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft achttien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)