Der Hochgeschwindigkeitsmesser auf Basis des relativen Widerstands ermöglicht die Messung sehr hoher Geschwindigkeiten durch Messung der Stromänderung auf Grund des erhöhten relativen Widerstandes über die damit verbundene Spannungsänderung, wie sie die Relativitätstheorie bei hohen Geschwindigkeiten vorhersagt.
Beschreibung[de]
Gemäß Relativitätstheorie verlangsamen sich alle physikalischen Vorgänge in einem
System, das sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, also auch der Strom (I = Q/t).
Bewegt sich ein Raumschiff mit hoher Geschwindigkeit im Weltraum, so kann über
die Messung der Stromänderung auf Grund des erhöhten relativen Widerstandes, auf
die Geschwindigkeit, die diese Stromänderung verursacht hat, zurückgerechnet
werden.
Obwohl für den lokalen Beobachter der Strom gleich bleibt, weil sich für ihn die Zeit
um den selben Faktor dehnt, wie der Strom sinkt, kann die Stromänderung lokal über
die vom Strom erzeugte Spannung gemessen werden, weil diese von der Zeit
unabhängig ist (U = E.d).
Die Schwierigkeit liegt nur darin die Stromänderung, die bei kleinen
Geschwindigkeiten (<1000 km/h) sehr klein ist, zu messen.
Zu diesem Zweck wird eine Meßschaltung aufgebaut, die die Stromänderung über
die Spannung mißt (siehe Zeichnung).
Die Messung von kleinsten Spannungen ist heute über Feldeffekttransistoren, die als
Verstärker dienen, möglich.
Bei einer Fluggeschwindigkeit von 1000 km/h kann man
Spannungsänderungen im Piko-Bereich (10-12) messen.
Bei größeren Geschwindigkeiten sind die Spannungsänderungen entsprechend
höher.
Die Erfindung ist in der Raumfahrttechnik nutzbar, um die Eigengeschwindigkeit von
Raumschiffen und Sonden im materielosen Raum zu messen, da der
Geschwindigkeitsmesser keinerlei Wegmessung bedarf.
Mathematische Erklärung
Strom ist definiert als:
I Strom
Q Ladung
t Zeit
durch Ersetzen der Zeit t gemäß Relativitätstheorie:
t Zeit im bewegten System
t0 Zeit im ruhenden System
v Geschwindigkeit des Körpers
c Lichtgeschwindigkeit
folgt:
I Strom im bewegten System
I0 Strom im ruhenden System
v Geschwindigkeit des Körpers
c Lichtgeschwindigkeit
Für die Geschwindigkeit gilt:
Für den relativen Widerstand gilt:
R Widerstand im bewegten System
R0 Widerstand im ruhenden System
v Geschwindigkeit des Körpers
c Lichtgeschwindigkeit
Der relative Widerstand erhöht sich im gleichen Verhältnis, wie sich die Zeit dehnt.
Für eine Geschwindigkeit von ca. 1000 km/h (0,27 km/sec) berechnet sich das
Verhältnis zu ca. 0,9999999999995949999999999179875.
Anspruch[de]
Der Hochgeschwindigkeitsmesser auf Basis des relativen Widerstands, der zur
Messung sehr hoher Geschwindigkeiten dient, ist
dadurch gekennzeichnet,
daß es auf Basis des relativen Widerstands arbeitet und keinerlei Wegmessung
bedarf.
