Gedankenexperiment Spezielle Relativitätstheorie

Mäx · Gast

Meine Frage:
Hallo Physikerboard,
ich beschäftige mich seit längerer Zeit mit der SRT. Ihr kennt vielleicht das Gedankenexperiment mit dem Zug, aber ich erklärs nochmal:
Ein Zug fährt mit nahezu Lichtgeschwindigkeit. Dieser hat zwei Türen, welche sich öffnen, wenn eine Lichtquelle, die zwischen den Türen ist, Lichtblitze GLEICHZEITIG abschickt.

Von innen betrachtet öffnen sich die Türen gleichzeitig, da das Licht ja gleich schnell ist und es zu den Türen links und rechts die gleiche Wegstrecke zurücklegt.(man befindet sich im Ruhesystem)
Von außen betrachtet öffnet sich die hintere bzw. die linke Tür früher, da die dem Licht praktisch entgegenfährt und die vordere fährt dem Licht davon.

Jetzt hab ich mir überlegt, was wäre, wenn man zwischen den beiden Türen ein Seil spannt, dass nur reißt, wenn sich beide Türen gleichzeitig öffnen, d.h.maximal gespannt ist.
Was würde man dann von außen beobachten?

Meine Ideen:
Ich glaube, dass es reißen muss, sonst wäre es von innen betrachtet ja nicht nachzuvollziehen, also muss es auch von außen betrachtet reißen, oder hab ich was nicht berücksichtigt?
Wenn es aber von außen betrachtet reißt, obwohl es nicht gespannt ist, wäre dann dies eine optische Täuschung oder so was?
Ich hoffe ihr könnt mir helfen! ;-)

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Mäx · Gast

Danke für die Antwort! Thumbs up!

Ja stimmt mit den Lichtblitzen hab ich mich nur etwas zu ungenau ausgedrückt.
Ganz genau, ich wollte einfach nur eine Erklärung in Worten, das Mathematische kommt noch früh genug! Big Laugh

Also das eigentliche was mich interessiert wäre, wie der Beobachter von außen das Seil reißen sieht, oder kann man das nicht erklären?
Schade eigentlich das man das Experiment nicht durchführen kann.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich versuchs mal in einer Kurzform in Worten ohne die Mathematik schonmal etwas plausibel zu machen:

Wenn die beiden Türen sehr sanft aufgehen, dann soll das Seil noch nicht reißen, denn die Seilspannung, die allein durch die größere Strecke zwischen den geöffneten Türen herrscht, soll laut deiner Vorgabe noch nicht zum Zerreißen des Seiles reichen.

Damit das Seil reißt, soll hier also eine zusätzliche Kraft auf das Seil wirken, nämlich die beim schnellen Aufmachen beider Türen gleichzeitig. Diese zusätzliche Kraft ist also die "Beschleunigungskraft auf das Seil" während dem Türöffnen, und die kommt dadurch zustande, dass sich das Seil mit seiner eigenen trägen Masse gegen das Beschleunigtwerden beim Auseinandergezogenwerden wehrt.

Und diese träge Masse des Seils ist im Bahnsteigsystem größer, da in diesem System das Seil bewegt ist und deshalb eine größere relativistische Masse hat.

Während also im Zugsystem das Seil reißt, weil beide Türen gleichzeitig öffnen und "zweimal die Zusatzkraft" auf das Seil wirkt, kann im Bahnsteigsystem bereits das Nacheinanderöffnen der Türen zum Reißen des Seiles führen, weil die Zusatzkraft im Seil aufgrund der höheren Masse größer ist.

Genügt dir so eine eher anschauliche Begründung in Worten schon, um nachzuvollziehen, in was für einer Sorte von Überlegungen die Antwort auf deine Frage zu finden sein kann, wenn man das ganze schließlich genau mathematisch durchrechnen würde?

Mäx · Gast

Vielen Dank für die Erklärung.

Diese reicht mir schon, wenigstens verstehe ich die physikalischen Zusammenhänge, die du meinst. Tanzen

Auf alles weitere werden wir glaube ich sowieso noch eingehen.