Physikerboard.de :: Thema-Überblick - Relativbewegungen zb. Fahrrad auf Zug Fahren

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Qubit

Verfasst am: 04. Sep 2020 18:22 Titel: Re: Relativbewegungen zb. Fahrrad auf Zug Fahren

rob2wdf hat Folgendes geschrieben:

Hey,

wie ist das mit Bewegungen, wenn sich z.b. eine kleine Masse auf einer großen Masse bewegt, z.b.

- Fahrrad fahren auf einem bewegenden Zug
- Laufen auf einem Schiff, welches im Meer schwimmt

Was muss man bei solchen Aufgaben beachten ?

Du solltest beachten, dass Bewegungen immer relativ zu einem "Bezugssystem" (BS) sind:

(1) in einem BS brauchst du 3 feste unterschiedliche räumliche Bezugsrichtungen (Koordinaten) und einen Nullpunkt, um den Ort und die (zeitlichen) Ortsveränderungen beschreiben zu können.

(2) das BS selbst ist als physikalisches System zu betrachten, das heisst, dass insbesondere Beschleunigungen des BS zu zusätzlichen Trägheitskräften in diesem BS führen. Wenn du zB. in einem anfahrenden Zug einen Apfel nach oben wirfst, wird dieser nicht eine reine senkrechte Bewegung ausführen, sondern durch die Trägheitskraft entgegen der Fahrtrichtung quer abgelenkt.

(3) Du kannst Bewegungen in einem BS relativ zu einem anderen BS beschreiben, indem du zu der relativen Bewegung im ersten BS die Bewegung des Nullpunkts dieses BS in dem anderen BS "vektoriell" addierst. Bewegungen überlagern sich nach Gesetzen der vektoriellen Addition ("Parallelogramm-Konstruktion").

(4) Treten äussere Kräfte auf, so sind die daraus resultierenden Beschleunigungen in allen BS gleich. Sie sind somit unabhängig vom BS.

Nehmen wir zB. dein Schiff, dann kannst du die Bewegung relativ zum Schiff durch einen Ortsvektor r(t) beschreiben.
Treibt das Schiff auf einem Fluss mit der Geschwindigkeit V (relativ zum Ufer), dann ist für einen am Ufer stehenden Beobachter die relative Bewegung r(t)+V*t

PS: wenn die Relativgeschwindigkeiten sehr gross in Ordnung der Lichtgeschwindigkeit werden, dann addieren sich Geschwindigkeiten nicht mehr so einfach, dann muss man Gesetze der Relativitätstheorie beachten.

Brillant

Verfasst am: 04. Sep 2020 15:11 Titel: Re: Relativbewegungen zb. Fahrrad auf Zug Fahren

rob2wdf hat Folgendes geschrieben:

Was muss man bei solchen Aufgaben beachten ?

Beide Beispiele beschreiben Fortbewegung mit Gleichgewichtssinn.

Ist das eine praktische oder theoretische Frage?

Praktisch muss man etwas vorausschauend die Bewegungen des Untergrundes (Zug fährt in Kurve, Schiff rollt um die Längsachse und stampft um die Querachse) beachten und sich rechtzeitig in die richtige Richtung lehnen. Sonst fällst du auf die Nase. Wenn die Bewegung zu stark oder zu ruckartig auftritt, hinsetzen und festhalten.

Theoretisch gilt, dass das Licht deiner Taschenlampe nicht schneller wird, wenn du auf dem Zug fährst oder auf dem Schiff läufst.

rob2wdf

Verfasst am: 03. Sep 2020 15:54 Titel: Relativbewegungen zb. Fahrrad auf Zug Fahren

Hey, wie ist das mit Bewegungen, wenn sich z.b. eine kleine Masse auf einer großen Masse bewegt, z.b. - Fahrrad fahren auf einem bewegenden Zug - Laufen auf einem Schiff, welches im Meer schwimmt Was muss man bei solchen Aufgaben beachten ?