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DerMaschbaustudent
Anmeldungsdatum: 20.09.2016
Beiträge: 123
Wohnort: Walapampa
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 DerMaschbaustudent Verfasst am: 06. Jul 2017 13:25 Titel: Relativitätstheorie Blitzeinschlag |
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Guten Tag,
wir fangen momentan in Physik mit der Thematik "spezielle Relativitätstheorie" an.
Ich versuche grade nach dem Durchlesen der Vorlesungsfolien ein paar Aufgaben dazu zu machen, jedoch stimme ich nicht mit den Musterlösungen überein. Ich würde euch deswegen bitten mal grade über meine Rechnung drüber zu schauen und mir meine Fehler aufzuzeigen. Die Aufgabe lautet:
Ein Beobachter im Bezugssystem S sieht einen intensiven Lichtblitz in 1200m Entfernung und einen schwächeren Blitz 720m näher. Den intensiveren Blitz nimmt er zuerst wahr; der Zeitabstand zwischen den bleiden Blitzen gibt er mit  an. Im Bezugssystem S´ nimmt ein Beobachter beide Bitze am gleicher Ort war.
a) Wie schnell bewegt sich S`relativ zu S?
b) Welche Zeitspanne misst der Beobachter in S`zwischen beiden Blitzen?
c) Welchen Blitz registriert S´ zuerst?
Mein Ansatz
a)
Das Licht selber hat eine Geschwindigkeit von cirka 3,0*10^8m/s.
Bei dieser Geschwindigkeit und der vorgegebenen Entfernung der Blitze dürfte man nur eine Zeitspanne von  messen.
Daraus resultiert, dass der Beobachter in S nicht stillsteht während der Blitzeinschläge, sondern sich selber bewegt.
Seine Geschwindigkeit beträgt:
b)
Den Zeitabstand kann man berechnen nach der Formel der Zeitdelation:
dann kommt man auf eine Zeitspanne für S´von t=
Damit kann ich aus der Realation  meine für a) erforlderliche Geschwindigkeit des Teilsystems S´berechnen mit
c) da sich der Beobachter S´auch in positive x Richtung bewegt, müsste er Blitz eins zu erst registieren.
Mein Problem:
Meine Lösungen stimmen nicht mit der Musterlösung überein.
Müsterlösung:
Wo liegen meine Rechenfehler?
Im Vorraus schonmal vielen Dank für eure Hilfe. |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 06. Jul 2017 13:42 Titel: Re: Realtivitätstheorie Blitzeinschlag |
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| DerMaschbaustudent hat Folgendes geschrieben: | Mein Ansatz
a)
Das Licht selber hat eine Geschwindigkeit von cirka 3,0*10^8m/s.
Bei dieser Geschwindigkeit und der vorgegebenen Entfernung der Blitze dürfte man nur eine Zeitspanne von messen.
Daraus resultiert, dass der Beobachter in S nicht stillsteht während der Blitzeinschläge, sondern sich selber bewegt. |
Nein, das resultiert daraus nicht und ist auch unmöglich. Die (etwas ungenaue bis falsche...) Beschreibung "Beobachter befindet sich im Bezugssystem S" bedeutet nämlich: "Der Beobachter ist im Bezugssystem S in Ruhe"
Der Trick ist: Die Blitze schlagen in S nicht gleichzeitig ein, sondern offenbar der weiter entfernte um einiges früher, als der nahe. Probier mal die Ereigniskoordinaten in S zu ermitteln damit. Den Ort hast Du für die beiden Ereignisse ja schon gegeben. Wie ist dann aber die Zeitkomponente für die beiden Blitz-Ereignisse?
Gruß
Marco |
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DerMaschbaustudent
Anmeldungsdatum: 20.09.2016
Beiträge: 123
Wohnort: Walapampa
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| DerMaschbaustudent Verfasst am: 06. Jul 2017 13:57 Titel: |
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Was meinst du mit Ereigniskoordinaten?
Sow0hl meine Entfernung der beiden Blitze (l=480m und 1200m) sowie meine zeitliche Differenz meiner Blitze (t= 5 mikrosekunden) sind ja gegeben.
Wenn die Person in S in Ruhe ist hieße es ja, das sich das Licht nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegt in dieser Beobachtung.
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 07. Jul 2017 08:13 Titel: |
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| DerMaschbaustudent hat Folgendes geschrieben: | | Sow0hl meine Entfernung der beiden Blitze (l=480m und 1200m) sowie meine zeitliche Differenz meiner Blitze (t= 5 mikrosekunden) sind ja gegeben. |
Nein, die Zeitdifferenz, die gegeben ist, ist doch der Abstand, in dem der Beobachter die Blitze sieht und nicht die Zeitdifferenz, in der die Blitze eingeschlagen sind.
Als ein Ereignis bezeichnet man die Kombination aus Zeitpunkt und Ortskoordinaten. Z B kannst Du ja im normalen 3-dimensionalen Raum, der uns umgibt, einen Ort mit 3 Raumkoordinaten angeben. Ein bestimmtes Ereignis kannst Du angeben, indem Du zu diesen 3 Koordinaten noch eine für die Zeit angibst, also insgesamt 4 Raumzeitkoordinaten.
So wie man einen Punkt im Raum hat, hat man in der Raumzeit ein Ereignis.
Gruß
Marco |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 07. Jul 2017 08:23 Titel: |
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Vielleicht noch etwas deutlicher beschrieben, was da passiert:
Zuerst schlägt ein intensiver Blitz in der Entfernung von 1200m von einem Beobachter ein. Einige Zeit später schlägt ein weniger intensiver 480m vom Beobachter entfernt ein.
Der Beobachter sieht zuerst den intensiveren und 5us später den weniger intensiveren.
Da der erste, den er sieht, auch noch weiter weg eingeschlagen ist, muss die Zeitdifferenz der beiden Blitzeinschlag in S also noch größer gewesen sein, als die 5us. Berechne diese Zeitdifferenz in S.
Gruß
Marco |
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