SETI: Schub für Suche nach außerirdischem Leben

Dgoe

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Na,

so rein gefühlsmäßig sieht es für Banks-Orbitale und erst recht Ringwelten eher düster aus, mMn. Aber man kann die Stahlwand ja noch verstärken, während Graphen eher von noch utopisch bis zweifelhaft wäre.

Eine hypothetische fortgeschrittenere Alientechnologie ist sicher weiter schon, sagt ja schon die Formulierung, aber was sie genau im Unterschied zu uns hinkriegen müssten, ließe sich ja langsam ausrechnen.

Nicht zu vergessen, dass der Stern um 20 Prozent zu verdunkeln ist, wie auch immer. Dass dafür gigantische Konstruktionen erforderlich wären, die nur unter Bedingungen halten, wie man nun ausrechnen könnte.

Daran könnte man dann die Wahrscheinlichkeit, dass dies Phänomen (Topic) diesen Grund haben könnte auch in Zahlen visualisiert sehen.

Was wiederum den Bogen schließt und mit den natürlichen Ursachen konkurriert, oder eben nicht. Sicher nicht mMn.

P.S.:
Ich rechne auch eher nicht mit mir. Das würden ziemlich viele Berechnungen mit den Variationen und vergebene Liebesmüh, wenn erst hinterher einer sagt, ja aber ich hätte von vornherein schon etwas falsch verstanden.
Zur anderen Variante, alles verdoppelnd oder ersetztend, fehlt mir die Muse zur Zeit, vielleicht später wieder, neues Jahr.

Was ich als Nebeneffekt übrigens toll finde, dass man sich ausrechnen könnte, wie eine Gravitation simulierende Raumstation beschaffen sein müsste, die wir schon theoretisch bauen könnten. --- Dabei beachte man aber, dass der Radius nicht zu klein zu wählen ist, da Corioliskräfte sonst unangenehm werden könnten.

Frohe Weihnachten,
Dgoe
 

Dgoe

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Ja,

ich weiß, mit 2r*pi, also 2*190 000 000*pi hätten wir rund
1 193 805 208 Pieces
à 1 qkm, gemäß Deiner Version. Welche sich nach Bernhards Methode rechnen ließen, anstatt 5, 24 oder 36 Stück halt, wenn man deren jeweilige Masse noch kennen würde...

Nimm einen Orbit um 'unsere' Sonne, Radius 190 Millionen Kilometer, Orientierung beliebig.
Pflastere ihn dicht an dicht mit quadratischen Platten mit 1 qkm Größe und verbinde diese Platten mit wie auch immer gearteten Seilen.

Welche Kräfte zerren an den Seilen?
(1) Einfache Antwort: Keine! Null.

Abgesehen von äußeren Einflüssen die daran rumzerren könnten. Rotiert das Ganze, dann ja, dann wirken Kräfte, aber auch dann erst.

Ich gehe von 1 g, also 9,81 m/s^2 aus zum Rechnen.

Fehlt dann aber immer noch das Gewicht, also die Masse der Platten!??

Rechne ich die Wandstärke als festen Stahl-Ring nach Macs Methode aus, dann hätte man ein Gewicht pro qkm. Nur könnte man immer noch sagen, die sind viel dünner, nur 1 Meter dick z. B., und welche Kraft zerrt dann an den Seilen? Und statt Stahl einfach Plastikplatten usw.

Die Frage ist so Gummi mMn, da bleibe ich doch erst mal bei Antwort #(1). :)

Gruß,
Dgoe

Edit: Abgesehen davon, wie die Seile befestigt sind, an welchem Material etc. - rein stilisiert nur stellen sich mir schon Fragen. Aber Du hälst Dich wortkarg, schon ok.
 
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Bernhard

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Aber das mit der Masse versteh ich nicht, geht doch nicht ohne, oder?
Hallo Dgoe,

vergiß hier vorerst solche Grenzwerte. Die nathansche Ringstation hat (per Vorgabe) Masse und sobald sie sich dreht wirkt auf die einzelnen Segmente eine berechenbare Zentrifugalkraft. Sie werden also nach außen hin beschleunigt und zerren demnach an den Seilen. Wenn Du wissen willst wie stark, kannst Du meine oben angegebene Formel ausgraben und anwenden. Das ist zwar Arbeit, führt aber auch zu einem kleinen Erfolgserlebnis, wenn Du auf einen überprüfbaren Wert kommst und diesen dann, mit anderen an der Aufgabe Interessierten, diskutieren kannst.
 
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Dgoe

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Hallo Bernhard,

vergiß hier vorerst solche Grenzwerte.
Was für Grenzwerte?

Die nathansche Ringstation hat (per Vorgabe) Masse und ...
Dass rund 1,2 Milliarden Teile (jeweils 1 qkm groß) nicht ganz ohne Masse daherkommen, ist mir auch klar.
Aber wieviel?

Für konkrete Werte in Pascal muss man jetzt plausible Werte für die Masse einer Kugel, die Distanz zwischen den Kugeln (die wesentlich kleiner, als der Radius des Orbits sein muss) und die Querschnittsfläche des Seiles vorgeben.
Und eine Angabe wie hoch die Zentrifugalbeschleunigung oder Geschwindigkeit ist, fehlte ja auch (bei Nathans Ring).

Wenn Du wissen willst wie stark, kannst Du meine oben angegebene Formel ausgraben und anwenden.
Darum ging es ja, das meinte ich. :)


F_Seil = m_Segment * 9,81 m/s² * Radius / Distanz(Segment-Segment)


Gruß,
Dgoe
 
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Bernhard

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Hallo Dgoe,

Was für Grenzwerte?
ich meinte den eben von Dir vorgeschlagenen Grenzwert mit m -> 0. Das würde die ursprüngliche Aufgabenstellung verändern und ist damit höflicherweise ausgeschlossen.

Dass rund 1,2 Milliarden Teile (jeweils 1 qkm groß) nicht ganz ohne Masse daherkommen, ist mir auch klar.
Aber wieviel?
Damit die Sache sinnvoll bleibt würde ich das einzelne Segment als Hohlkugel annehmen, sagen wir mal (ganz frech) mit der Querschnittsfläche 1qkm. Die Hohlkugel wird durch ein (sagen wir mal) 10mm starkes Aluminiumblech gebildet. Man kann dann überschlagsmäßig die Masse eines Segmentes inklusive innenliegender Atmosphäre ausrechnen.

Und eine Angabe wie hoch die Zentrifugalbeschleunigung oder Geschwindigkeit ist, fehlte ja auch (bei Nathans Ring).
1g ist da ein vorzüglicher Wert. Wir lassen den Ring so schnell rotieren, dass gilt F_z = m * 1g. Wie man daraus die Umlaufdauer der gesamten Station ausrechnet haben wir oben bereits geklärt.
 

Dgoe

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Hallo Bernhard,

ich hab ehrlich nicht den blassendsten Schimmer einer Ahnung, wovon Du überhaupt sprichst.


ich meinte den eben von Dir vorgeschlagenen Grenzwert mit m -> 0.
? Ich weiß noch nichtmals, was der verflixte Pfeil da zu bedeuten hat. Richtung, von dem davor zum anderen hin, wofür Pfeile halt gut sind. Als mathematische Notation bisher noch schleierhaft. Klar, sehe ich die dauernd, sagen mir aber nur intuitiv was, vernebelt, mache mir einen Reim aus dem Kontext raus.

Du benutzt diese Schreibweise häufiger - das ist mir durchaus aufgefallen. Wikipedia auch.

Ich hab überhaupt gar nichts vorgeschlagen. Weder einen Vorschlag, noch einen Grenzwert, nix, null komma nix!

NULL KOMMA NIX (hinausposaun)!

Zumindest nicht wissentlich. Bitte klär mich auf.




Das würde die ursprüngliche Aufgabenstellung verändern
Hä?


und ist damit höflicherweise ausgeschlossen.
Häää? Sprichst Du noch mit mir, oder dozierst Du schon mit Kollegen?



Damit die Sache sinnvoll bleibt würde ich das einzelne Segment als Hohlkugel annehmen
Ja, wieso das denn jetzt? Nix da... bleib mal aufm Teppich.



Krass.




Gruß,
Dgoe
 
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Bernhard

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? Ich weiß noch nichtmals, was der verflixte Pfeil da zu bedeuten hat. Richtung, von dem davor zum anderen hin, wofür Pfeile halt gut sind. Als mathematische Notation bisher noch schleierhaft. Klar, sehe ich die dauernd, sagen mir aber nur intuitiv was, vernebelt, mache mir einen Reim aus dem Kontext raus.
Hallo Dgoe,

Pfeile deuten immer Grenzwerte an. Links vom Pfeil steht der Bezeichner, für den der Grenzwert gebildet werden soll und rechts steht der eigentlich Grenzwert für diesen Bezeichner. m -> 0 bedeutet also, dass man die Masse eines Segmentes oder der ganzen Station gegen Null gehen lässt.

Und hier kommt die Ursache, warum darauf eingegangen bin:

Ahaa, das ist falsch.
"Orbit" impliziert schon eine Rotation. Tricky.
Aber das mit der Masse versteh ich nicht, geht doch nicht ohne, oder?

Also. Ein "Nein", als Antwort auf die zitierte Frage.

Du benutzt diese Schreibweise häufiger - das ist mir durchaus aufgefallen. Wikipedia auch.
Grenzwerte sind das "tägliche Brot" des theoretischen Physikers. Die sind da regelrecht heiß drauf.

Ja, wieso das denn jetzt? Nix da... bleib mal aufm Teppich.
Ganz einfach. Nathan hat hier eine Aufgabe skizziert. Um die Aufgabe konkret durchrechnen zu können, muss man sinnvolle Zusatzannahmen treffen. Den Vorschlag mit der Hohlkugel als Habitat mit künstlicher Atmosphäre fand ich da einfach recht passend. Wir können demnach die Masse eines Segmentes auch einfach festlegen, meinetwegen zu 1000 Tonnen. In der Kugel können sich dann beispielsweise auch noch Menschen und Pflanzen aufhalten.
 

Bernhard

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Ja, wieso das denn jetzt?
Hallo Dgoe,

ein Habitat steht unter Druck (1 bar) und da außerhalb des Habitats der Druck fehlt, baut man auch Raumschiffe gerne eher rund, genau wie bei U-Booten. Runde Gehäuse sind einfach druckstabiler. Ebene Flächen würde es bei den Druckunterschieden sofort wölben.

Nix da... bleib mal aufm Teppich.
ich entwickle Nathans Station mal weiter. Wir hatten oben die Stärke der Drahtseile bei 24 relativ leichten Habitaten zu 15,2 mm berechnet. Das ist in etwa das gleiche Drahtseil, wie es auch bei großen Bergbahnen verwendet wird. Rechnet man nun das Stahlvolumen eines Stahlseilringes mit r = 1AE (eine astronomische Einheit) aus, kommt man auf etwas weniger als die gesamte Stahlproduktion weltweit im Jahr 2013 (1606,0 Mio. Tonnen: https://de.wikipedia.org/wiki/Stahl/Tabellen_und_Grafiken#Pro_Jahr).

So eine "kleine" Station wäre also theoretisch gerade noch herzustellen.

Man überlege sich mal die Wartung so einer Station! Denn das Überleben der Habitate wäre ja von der Zuverlässigkeit des Seiles abhängig. Man müsste also Roboter entlang des Seiles schicken, um das Seil auf mögliche Schwachstellen und Fehler zu untersuchen. Diese Roboter müssten wegen der enormen Länge des Seiles schon sehr effektiv und schnell arbeiten.
 
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Bernhard

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Danke für diese Kurzfassung! :)
Gern geschehen. Denkbar wäre so eine Station wohl nur in einem Planetensystem mit noch mehr Rohstoffen, als bei uns. Für die Erde in 500 Mio. Jahren sehe ich da nur relativ spärliche Zukunftsperspektiven. Die rotierenden Stationen im übersichtlichen Maßstab bleiben hier die erste Wahl.
 

Dgoe

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Nimm einen Orbit um 'unsere' Sonne, Radius 190 Millionen Kilometer, Orientierung beliebig.
Pflastere ihn dicht an dicht mit quadratischen Platten mit 1 qkm Größe und verbinde diese Platten mit wie auch immer gearteten Seilen.

Welche Kräfte zerren an den Seilen?

F_Seil = m_Segment * 9,81 m/s² * Radius / Distanz(Segment-Segment)

Hallo Bernhard,

ich dachte dabei schon noch an Platten, nicht Kugeln, erst mal. Du rechnest doch mit Punktmassen, dann ist das doch eh relativ egal, solange die Segmente selber nicht kaputt gehen.

Zusatzannahmen:
- 1 g, bzw. 9,81 m/s², welches meine erste Rückfrage war, sich aus dem Kontext ergibt und oben schon in der Formel steht.
- Masse pro Segment; da nehme ich als Material mal Stahl (rund 8 Tonnen pro Kubikmeter) und eine Wandstärke von 1 m, also ein Tausendstel der Länge, recht dünn, aber ergeben schon stattliche 8 Milliarden kg.
- Die Distanz von Segment zu Segment vernachlässige ich mal, da dicht an dicht, also vom Mittelpunkt eines Segmentes zum Nächsten bleibt es bei 1 km. Die Seile sind also äußerst kurz.
- Die Platten selber und die Seilbefestigungen sollen unkaputtbar sein, es geht nur um die Seile.
- Ressourcen sollen kein Problem sein, gemäß dem Kontext des Threads.
- Die Schwerkraft der Sonne oder anderer Körper soll ignoriert werden, das Ding sich also auch mitten in einem Void befinden können, z. B. (Wobei da aber "Orbit um 'unsere' Sonne" steht, diese Zusatzannahme also eine Annahme wieder streicht.)


Macht eingesetzt:

F_Seil = 8E9 kg * 9,81 m/s² * 19E10 m / 1E3 m
= 1,49112E19 N
= rund 15 000 000 000 000 000 000 Newton
= 15 Trillionen Newton

Auf 1 m² also 15 Trillionen Pascal:
= 15 Milliarden GPa
= 15 Billionen N/mm²

Na, entweder habe ich mich verrechnet, oder es zerfetzt jedes Seil unmittelbar, wenn der Querschnitt nicht zunimmt. Nehmen wir 1 km²:
= 15E6 N/mm²
= 15 000 GPa

Hier passt schon die Konstruktion nicht zusammen und es liegt dennoch über 2 Größenordnungen über Graphen und bald 4 Größenordnungen über Stahl. Das würde obendrein auch die Platten noch zerstören, wenn sie nicht als unzerstörbar angenommen wären.

Das ist also mehr als eher unrealistisch, zumindest bei solchen Platten. Man könnte ja mal noch rechnen was passiert, wenn die Platten aus einer Schicht Graphen bestehen, dann wären sie auch viel leichter. Ein ander mal.

Gruß,
Dgoe
 
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Dgoe

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Es ist soweit.
Graphen wiegt 7,57E-7 kg/m², also 757 g/km², "federleicht" hat als Begriff da ausgedient.

Damit komme ich auf:
1 410 972 300 Newton

Auf eine 1 m² Seilquerfläche also rund:
1,4 Milliarden Pascal:
= 1,4 GPa
= 1400 N/mm²

Das sollte ein Stahlseil aushalten. Wie man es nur befestigt, steht auf einem anderen Blatt. Vor allem verfälscht die Masse des Seils alles.
Aber der ganze Ring aus Graphen wird da wieder interessant.

Umzurechnen wäre dessen Schichtdicke von 3,35E-10 m.
Passt bis zu einem Meter Höhe also 3,35E10 Mal übereinander. À 1 m sind das 33 500 000 km, wovon man noch ungefähr den Faktor 100 abziehen könnte, wg dessen Zugfestigkeit, was dann immernoch 335 000 km (die man bräuchte), statt einem km (den man hat) wäre.

Ich habe aber, glaube ich, komisch gerechnet, mein Resultat jedoch: Auch alles in Graphen ginge kaputt, es sei denn der Ring/das Band wäre deutlich breiter vielleicht.

Gruß,
Dgoe
 
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Dgoe

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ein Habitat steht unter Druck (1 bar) und da außerhalb des Habitats der Druck fehlt, ...
Hi Bernhard,

dazu ist zu sagen Jein. Die Orbital-Konzeption (Banks) hat ja an ihren Rändern einen zig Kilometern hohen Rand. Durch die radiale Beschleunigung, meine die Zentrifugalbeschleunigung (sind das überhaupt Synonyme) entsteht der Druck der eingefangenen Atmosphäre. Die sind also nach innen hin offen, was da dauernd drüberschwabbt will ich auch gar nicht wissen, bedenklich allemal.

Schlimmer noch, dass diese Wandkonstruktionen zu befestigen sind und diese enormen Belastungen stand zu halten hätte, was wie einem Designfehler gleich auch nicht klappen würde, mMn. Denn die aufgetürmte Masse der Wand, also die Wand würde nach unten durchrutschen - aus der Perspektive eines dort mitbewegten Beobachters.

Nicht wahr? Also das ist komplett zu streichen erst mal, aber guter Punkt. Entweder man nutzt die Konstruktion zum Sonnenenergie-Sammeln, dann braucht man auch keine so schnelle Rotation, oder aber zum Leben, dann wird guter Rat teuer.

Ich will ja darauf hinaus, dass das eh alles Quatsch ist, selbst für ausgeschlafene Aliens. Aber das nur im Hinterkopf, schon interessant ansonsten.

Gruß,
Dgoe
 

Bernhard

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Hallo Dgoe,

Durch die radiale Beschleunigung, meine die Zentrifugalbeschleunigung (sind das überhaupt Synonyme) entsteht der Druck der eingefangenen Atmosphäre.
die großen Kräfte kommen durch den Atmosphärendruck der künstlichen Atmosphäre selbst. 1 bar entspricht recht genau 1 kg/cm². Deswegen kann man Raumschiffe (ISS, usw. ) aus technischer Sicht auch als große Druckbehälter bezeichnen. Rotieren diese Behälter zusätzlich, so entsteht, genau wie auf der Erde auch, eine barometrische Höhenformel. Man wird den Druck aber immer so einrichten, dass bei einer Zentrifugalbeschleunigung von 1g der Atmosphärendruck auch bei 1 bar sein wird. Zur Mitte der Station hin, nimmt mit der Zentrifugalbeschleunigung auch der Druck etwas ab.

Ich will ja darauf hinaus, dass das eh alles Quatsch ist, selbst für ausgeschlafene Aliens.
Ich denke, das zeigen die bisherigen Rechnungen schon. Große Stationen benötigen bei derart großen Radien viel zu viel Material. Näherungsweise ist es schon ein praktisch unüberwindliches Problem die Zentrifugalkraft einer einzigen Station aus Stahl mit 1 qkm Seitenfläche an einem Seil dieser Länge zu halten.

Die Flächendichte von Graphen sieht sehr interessant aus. Das eröffnet prinzipiell weitere Möglichkeiten. Man könnte damit wohl extrem leichte Raumstationen bauen. Allerdings kommt da auch noch der Strahlenschutz mit in's Spiel, da die Außenfläche der Station alle kosmische Strahlung abhalten sollte.
 
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zabki

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ich würde ja solche Habitate nicht so bauen, daß sie insgesamt so rotieren, daß 1 g sich ergibt, sondern aus zahllosen kleinerer Einheiten zusammensetzen, die jede für sich rotiert und 1 g produziert.
Hauptsache, die größere Zeit - Arbeitszeit + Wohnen - findet unter 1 g Bedingung statt. Weg- und Reisezeiten zwischen diesen Einheiten dürfen ruhig bei nahe 0 g absolviert werden.
 
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Dgoe

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O...k...

Für Mitleser heisst das nicht, dass alle Rechnungen ok sind.

Aber ich war recht ordentlich vorgegangen mit einiger ungewohnten Mühe, hoffe es passt. Bin ja nicht vom Fach.

Nun ja. Also mit Stahl, just forget about it, würd ich sagen. Ich hab auch viel nachgedacht während dessen. ALSO, die Ergebnisse betreffen eine Ringwelt, noch nicht die viel kleineren Banks-Orbitale, welche aber extraordinaire breit sein sollten, um hiesigen Anforderungen zu genügen (dort dann entsprechend weniger Licht rein lassen und somit auch weniger probabel wären).

Das und andere Größen muss man alles noch mit den 2 Varianten eroieren.

Aber @zabki:
Also der Schwerelose Weg zur Arbeit oder zur Shopping-Mall wird sicher auch dabei schwer realisierbar sein (zumindest wenn Du beim Rückweg gleiches erwartest).

Das Problem bei kleineren kreiselnden Stationen ist weniger die Destination Arbeitsstätte, als wie eine Richtung, die Dich entlang des Rings führt (wobei die Gegenrichtung sich auch anders anfühlt), bis Du auf die Idee kommst, zum Beispiel rechts abzubiegen, um durch die dortige Tür einzutreten (Pass auf den Türrahmen auf, Kollisionsgefahr).

Hähä, hehe. *grins*, Dir könnte übel werden, wie auf Hochsee. Aber anders, aber alles was anders als normal ist, macht schon Übelkeit, es sei denn man ist voll taff und immun gegen Irritationen oder gewöhnt sich dran...

Je größer der Radius, desto weniger Übelkeit.

Gruß, Dgoe
@Bernhard: später.

P.S.:
Entspannt im Bett liegen beruhigt sofort, anders als auf Hochsee.
 
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Dgoe

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die großen Kräfte kommen durch den Atmosphärendruck der künstlichen Atmosphäre selbst. 1 bar entspricht recht genau 1 kg/cm². Deswegen kann man Raumschiffe (ISS, usw. ) aus technischer Sicht auch als große Druckbehälter bezeichnen. Rotieren diese Behälter zusätzlich, so entsteht, genau wie auf der Erde auch, eine barometrische Höhenformel. Man wird den Druck aber immer so einrichten, dass bei einer Zentrifugalbeschleunigung von 1g der Atmosphärendruck auch bei 1 bar sein wird. Zur Mitte der Station hin, nimmt mit der Zentrifugalbeschleunigung auch der Druck etwas ab.
Bernhard, ich musste das alles zitieren, einfach nur geil. ...Genau so. Genau so ... wie missverständlich.

Wir reden aneinander vorbei. Wenn man das kreuzt, hört es sich einerseits toll an, andererseits unnachvollziehbar.

Wir sind hier aber nicht in Disneylands Demokratie, sondern im einen Thread mit der Autorität des Kontextes, gethront von der noch wichtigeren Autorität des Titels.

Wäre also nicht schlecht, wenn Du mir unmissverständlicher klar machst, worauf Du hinaus willst.

Geschlossene Druckverhältnisse sind offkontext, und auch offtopic, solange man es nicht gebührend einführt.

Du führst das aber in mitten Berechnungen plötzlich ein, mach dafür einen eigenen Thread auf. Das ist meinerseits unakzeptabel sonst.

Rechne doch mal selber nach, oder hast Du keine Zeit, keine Lust, (kein Geld), letzteres würde zumindest die 3 Klassiker komplettieren.

... kannst du bitte mal konkret zu der Rechnung, also meiner Anwendung Deiner Tipps Stellung nehmen, bevor sonst was noch Ausschweifenderes?

Darauf bestehe ich auch übrigens. Vorher, ohne dem, ist der Thread für mich 100 Prozentig tot.

Ihr seid ja echt gut.
 
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