Lichtgeschwindigkeit einer Peitsche

Lightnati3 · Anmeldungsdatum: 08.03.2017 Beiträge: 1

Meine Frage:
Beim Schwingen der Peitsche entsteht, wenn man es richtig kann, am Stockende ein U oder eine Schlaufe. Diese Schlaufe bewegt sich dann Richtung Peitschenende. Da das Peitschenseil jedoch immer dünner wird, wird bei dem Hin- und Her immer weniger Masse bewegt. Aufgrund der Energie und Impulserhaltung wird Abnahme der bewegten Masse durch eine Zunahme der Geschwindigkeit kompensiert. Je kleiner der Querschnitt des Seils ist, desto schneller bewegt sich die Schlaufe. Die ganze Energie des Schlags konzentriert sich auf das kleine, dünne Endstück.

Meine Ideen:
Wie gross müsste eine Peitsche mindestens sein damit das Peitschenende die Lichtgeschwindigkeit erreicht?

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3563

Hallo,

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Vielleicht noch was zu dem Thema, unabhängig davon, dass man mit einer Peitsche natürlich niemals auch nur in die Nähe eines relativistischen Geschwindigkeitsbereichs käme:
Die Energie und der Impuls bei relativistisch bewegten Massen ist anders als in der Newtonschen Mechanik. Insbesondere müssen Massen kaum ihre Geschwindigkeit verändern wenn sie nahe der Lichtgeschwindigkeit sind, um trotzdem ihren Impuls und ihre Energie um ein Vielfaches zu verändern. Massebehaftete Teilchen können sogar eine beliebig hohe kinetische Energie und Impuls haben und bleiben trotzdem noch unter der Lichtgeschwindigkeit. Man kann also eine Masse immer weiter beschleunigen und Energie rein stecken, den Impuls erhöhen etc, sie wird dann (fast) nicht mehr schneller, wenn sie sich in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit schon bewegt.
Man macht das auch bei Teilchenbeschleunigern. Da kann man relativ schnell schon damit rechnen, dass die Teilchen sich alle mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (wenn man z. B. die Umlaufzeit in einem Beschleunigerring berechnen will, dann würde man da einfach von der Lichtgeschwindigkeit ausgehen, der Fehler ist vernachlässigbar auch schon bei verhältnismäßig niedrigen Energien). Trotzdem wird immer weiter beschleunigt und die Energie und auch der Impuls-Betrag noch um ein Vielfaches erhöht, trotzdem verändert sich die Umlaufzeit praktisch nicht.

Schon alleine deshalb ist die Frage ziemlich sinnlos...

Gruß
Marco

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

Am einfachsten schreibt man sich mal die relativistische Energie E hin

löst diese nach v als Funktion von E auf und zeichnet den Graphen der Funktion oder berechnet die Ableitung dv/dE.