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Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski

* 17.09.1857 Ischewskoje
† 19.09.1935 Kaluga

Er war ein russischer Lehrer und Naturforscher, der sich als einer der ersten mit Fragen der Raumfahrt beschäftigte und als „Vater der russischen Raumfahrt“ gilt. ZIOLKOWSKI war der Erste, der 1903 die Raketengrundgleichung zur Bestimmung der Endgeschwindigkeit einer Rakete veröffentlichte und auch Vorstellungen über Satelliten und Weltraumstationen entwickelte, mit denen er seiner Zeit weit voraus war.

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KONSTANTIN EDUARDOWITSCH ZIOLKOWSKI lebte in einer Zeit, in der sich der Traum vom Fliegen zu verwirklichen begann. Die Entwicklung erfolgte in verschiedenen Linien.

Eine dieser Entwicklungslinien war der Bau von Luftschiffen, der insbesondere in Deutschland von Graf ZEPPELIN (1838-1917) forciert wurde und ab 1900 zum Bau riesiger Luftschiffe (Zeppeline) führte.
Eine zweite Entwicklungslinie war die Konstruktion von Flugzeugen, die ab 1900 in größerem Umfange stattfand und schnell zu Erfolgen führte.
Eine dritte Entwicklungslinie war mit dem Traum verbunden, die Erde zu verlassen, Weltraumstationen aufzubauen und andere Himmelkörper zu erreichen. Mit diesem Traum beschäftigte sich nicht nur Schriftsteller wie JULES VERNE (1828-1905), sondern auch eine Reihe von Naturwissenschaftlern. Zu diesen Raumfahrtpionieren gehören der Russe N. I. KIBALTSCHITSCH (1854-1881), der US-Amerikaner ROBERT HUTCHINGS GODDARD (1882-1945) und die Deutschen HERMANN OBERTH (1894-1989), RUDOLF NEBEL (1894-1978) und WERNHER VON BRAUN (1912-1977). Zu den Raumfahrtpionieren gehört auch der „Vater der russischen Raumfahrt“ KONSTANTIN EDUARDOWITSCH ZIOLKOWSKI.

Kindheit, Jugend und Tätigkeit als Lehrer

KONSTANTIN EDUARDOWITSCH ZIOLKOWSKI wurde am 17. September 1857 in Ischewskoje (Gebiet Rjasan) geboren. Der aufgeweckte Junge hatte eine schwere Kindheit: Seit seinem 10. Lebensjahr war er fast taub. ZIOLKOWSKI bildete sich zunächst autodidaktisch weiter und absolvierte von 1873-1876 ein dreijähriges Studium der Mathematik in Moskau. Seit 1879 war er als Lehrer für Arithmetik und Geometrie im Gebiet Kaluga und ab 1892 in der Stadt Kaluga selbst tätig.
Schon frühzeitig beschäftigte sich ZIOLKOWSKI auch mit Problemen der Raumfahrt. Wodurch er dazu angeregt wurde, ist nicht bekannt. Von seiner Umgebung allerdings wurde er für seine „Spintisierereien“ verspottet und verhöhnt. Nachdrücklich wurde ihm empfohlen, sich weniger seinem verrückten Hobby und mehr seinen Schülern zu widmen. Erste Werke, die er ab 1883 herausgab, musste er weitgehend selbst finanzieren. Insgesamt hat ZIOLKOWSKI mehr als 600 Berichte, Aufsätze und Abhandlungen zu Papier gebracht.

Wissenschaftliche Leistungen

Bereits seit 1881 beschäftigte sich ZIOLKOWSKI mit Problemen der Raumfahrt und veröffentlichte 1883 darüber seine erste Arbeit unter dem Titel „Der freie Raum“. Damit ist schon die Zielrichtung angedeutet, die ZIOLKOWSKI vorrangig verfolgte: Er beschäftigte sich vor allem mit Flügen in den Weltraum.
Ab 1896 wandte er sich verstärkt der Raketentechnik und der Raumfahrt zu. So konstruierte er 1897 den ersten russischen Windkanal, entwickelte Vorschläge für Triebwerke von Flüssigkeitsraketen, fand das Prinzip der Kreiselsteuerung, entwickelte die Konzeption von Mehrstufenraketen sowie Vorstellungen über Satelliten, Raumstationen und eine Besiedlung des Sonnensystems durch Menschen.

Seine vielleicht wichtigste wissenschaftliche Leistung war die Entwicklung einer Gleichung, die es ermöglicht, die Endgeschwindigkeit einer Rakete zu berechnen. Diese 1903 von ihm veröffentliche Gleichung wird heute als Raketengrundgleichung oder als ZIOLKOWSKI-Raketenformel bezeichnet. Sie ist eine wichtige theoretische Grundlage der Raketentechnik.

Die letzten Lebensjahre

Eine grundsätzliche Änderung seiner Situation brachte für ZIOLKOWSKI die Oktoberrevolution im Jahre 1917. Seine Werke wurden gedruckt, seine Leistungen anerkannt. Er wurde zum Mitglied der sowjetischen Akademie der Wissenschaften gewählt, von der Regierung wurde ihm 1921 eine lebenslange Ehrenrente zuerkannt. Hochgeehrt starb KONSTANTIN EDUARDOWITSCH ZIOLKOWSKI im Jahre 1935 in Kaluga. Dort befindet sich auch ein ZIOLKOWSKI-Museum.
In seinem Testament, das wenige Tage vor seinem Tod verfasst wurde, würdigt er die Haltung von Partei und Regierung zu seinen Arbeiten und insbesondere zur Raumfahrt. Es heißt dort:

„Alle meine Arbeiten über das Flugwesen, den Raketenflug und den innerplanetaren Verkehr übergebe ich der Partei der Bolschewiki und der Sowjetmacht - den wahren Führern des Fortschritts der menschlichen Kultur. Ich bin sicher, dass sie dieses Werk erfolgreich zu Ende führen werden“.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/konstantin-eduardowitsch-ziolkowski (Abgerufen: 20. May 2025, 17:07 UTC)

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Aus der Geschichte der Raketentechnik

Versuche, Raketen zu bauen, gab es schon im 12. Jahrhundert. Intensivere und wissenschaftlich fundierte Arbeiten begannen am Ende des 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Das führte 1942 zur ersten einsatzfähigen Flüssigkeitsrakete. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden die Arbeiten vor allem in den USA und in der Sowjetunion vorangetrieben und eine Reihe von Großraketen entwickelt, die in modifizierter Form noch heute genutzt werden. Ein Höhepunkt der Entwicklung war die amerikanische Saturn-V-Rakete, mit der in den Jahren 1969-1972 die bemannten Mondflüge realisiert wurden.

Impulserhaltungssatz

Für den Impuls gilt wie für die Energie und den Drehimpuls ein Erhaltungssatz, der als Impulserhaltungssatz oder als Gesetz von der Erhaltung des Impulses bezeichnet wird. Er lautet:

In einem kräftemäßig abgeschlossenen System bleibt der Gesamtimpuls erhalten. Es gilt:
p → = ∑ i = 1 n p → i = ∑ i = 1 n m i ⋅ v → i = konstant
 

Kraftstoß und Impuls

Der Kraftstoß kennzeichnet die zeitliche Wirkung einer Kraft auf einen Körper. Der Impuls dagegen ist eine Größe, die den Bewegungszustand eines Körpers unter Einbeziehung seiner Masse charakterisiert. Zwischen diesen beiden Größen besteht ein enger Zusammenhang. Jeder Kraftstoß ist mit einer Impulsänderung verbunden:
F → ⋅ Δ t = m ⋅ Δ v → oder I → = Δ p →
Während der Kraftstoß einen Vorgang kennzeichnet und damit eine vektorielle Prozessgröße ist, beschreibt der Impuls den Bewegungszustand eines Körpers und ist eine vektorielle Zustandsgröße.

Rückstoß

Wird z.B. aus einer Waffe ein Geschoss abgefeuert, so ist ein Rückstoß festzustellen, d.h. die Waffe bewegt sich ruckartig in der entgegengesetzten Richtung zum Geschoss. Dieser Effekt spielt nicht nur in der Waffentechnik eine Rolle, sondern auch in der Tierwelt, bei der Fortbewegung von Flugzeugen und Raketen oder beim Antrieb von Schiffen. Das Auftreten eines Rückstoßes kann mithilfe des Impulserhaltungssatzes erklärt werden.

Gravitationskräfte und Bewegungen

Planeten, Monde und künstliche Satelliten bewegen sich unter dem Einfluss von Gravitationskräften auf näherungsweise kreisförmigen oder elliptischen Bahnen. Viele Kometen bewegen sich auf parabolischen Bahnen. Die Bahnform wird durch die wirkenden Gravitationskräfte und die Geschwindigkeit des Körpers bestimmt. Ein besonders einfacher Zusammenhang besteht bei kreisförmigen Bahnen zwischen der für eine gleichförmige Kreisbewegung erforderlichen konstanten Radialkraft und der wirkenden Gravitationskraft.

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