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MZ_04
Gast
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 MZ_04 Verfasst am: 13. Sep 2022 21:55 Titel: Raumschiff mit 0,6c |
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Meine Frage:
2. Ein Raumschiff mit dem Astronauten B entfernt sich mit der Geschwindigkeit v = 0,6c von der Erde. B führt Experimente aus, die nach Raumschiffuhr 30 min dauern. Dieser Vorgang wird als live-Sendung zur Erde gefunkt.
a) B hat dem Fernsehstudioleiter A auf der Erde vorher mitgeteilt, daß er eine halbstündige Sendung ausstrahlt. A berechnet, wie lange diese Sendung nach seiner Erduhr dauert. Führen Sie die Rechnung des A aus.
b) Das erste Funksignal der Sendung trifft bei A zum Zeitpunkt t1 = 17.30 Uhr ein. Zu welchem Zeitpunkt t2 trifft bei A das letzte Signal der Sendung ein?
c) A ist nicht so dumm, daß er die Sendung unverändert über seinen Fernsehsender ausstrahlen läßt. Er muß noch eine technische Zwischenlösung finden, damit die Fernsehteilnehmer die Tätigkeit des B so sehen, wie B in Aktion war. Wie muß A vorgehen?
Meine Ideen:
Kann mir jemand bei dieser Aufgabe helfen. Weiß überhaupt nicht wie ich das machen kann. |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3404
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| ML Verfasst am: 13. Sep 2022 22:51 Titel: Re: Relativistische Effekte |
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Hallo,
ich empfehle Dir, Dich zu informieren, wie man ein Minkowski-Diagramm nutzt und ein solches zur Veranschaulichung zu verwenden:
https://www.geogebra.org/m/zykah3vw
Wenn es um die Schule geht, schaust Du am besten in Metzler-Physik. Dort wird es "für Fußgänger" erklärt.
Viele Grüße
Michael |
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Qubit
Anmeldungsdatum: 17.10.2019
Beiträge: 829
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| Qubit Verfasst am: 14. Sep 2022 20:25 Titel: Re: Raumschiff mit 0,6c |
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| MZ_04 hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
2. Ein Raumschiff mit dem Astronauten B entfernt sich mit der Geschwindigkeit v = 0,6c von der Erde. B führt Experimente aus, die nach Raumschiffuhr 30 min dauern. Dieser Vorgang wird als live-Sendung zur Erde gefunkt.
a) B hat dem Fernsehstudioleiter A auf der Erde vorher mitgeteilt, daß er eine halbstündige Sendung ausstrahlt. A berechnet, wie lange diese Sendung nach seiner Erduhr dauert. Führen Sie die Rechnung des A aus.
b) Das erste Funksignal der Sendung trifft bei A zum Zeitpunkt t1 = 17.30 Uhr ein. Zu welchem Zeitpunkt t2 trifft bei A das letzte Signal der Sendung ein?
c) A ist nicht so dumm, daß er die Sendung unverändert über seinen Fernsehsender ausstrahlen läßt. Er muß noch eine technische Zwischenlösung finden, damit die Fernsehteilnehmer die Tätigkeit des B so sehen, wie B in Aktion war. Wie muß A vorgehen?
Meine Ideen:
Kann mir jemand bei dieser Aufgabe helfen. Weiß überhaupt nicht wie ich das machen kann. |
Hier musst du 2 Effekte beachten:
1. Die "Zeitdilatation", also die Zeit im bewegten Bezugssystem vergeht langsamer.
2. Die Laufzeit elektromagnetischer Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen und welche sich mit der Bewegung des Raumschiffes ändert.
Beide Effekte addieren sich. Zuerst solltest du es allgemein betrachten, indem du die allgemeinen Formeln findest.
Man definiere hierzu (wie Usus):
Dann zu 1. (gestrichene Zeitvariable für Raumschiff, ungestrichene für Ruhesystem):
Zu 2.:
Also Gesamtzeit im Ruhesystem:
 \cdot \gamma \cdot \Delta t')
Für die Aufgabe kann man (hoffentlich) die gegeben Werte im Kopf rechnen:
Also
 \cdot 1.25 \cdot 30 \; [min] = 16 \cdot (1+\frac{1}{4}) \cdot 3 \; [min] = 60 \; [min])
Das Verhältnis der Zeitdauer der beiden Beobachter ist also:
Das heisst auch, im Ruhesystem läuft der Vorgang halb so schnell ab wie im bewegten System, also halbe Zeitlupe.
Wollte man den Vorgang in "realer" Geschwindigkeit sehen, dann könnte man zB. immer 30 min. "cachen" (d.h. Zwischenspeichern) und dann den Vorgang mit doppelter Geschwindigkeit nach 30 min. abspielen. (18:00 - 18:30 im Bezugssystem von A) |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5888
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| Myon Verfasst am: 14. Sep 2022 21:18 Titel: |
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Den Teil b) könnte man auch über den relativistischen Doppler-Effekt lösen. |
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