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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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 KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 11:38 Titel: Beschleunigung von Masse auf annähernd Lichtgeschwindigkeit |
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Meine Frage:
Wie berechnet man die Energie/Kraft, die man benötigt, um Masse auf eine sehr hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen ?
Meine Ideen:
Mit dieser Frage möchte ich wissen, welche Geschwindigkeiten z.Bsp. Raumschiffe im "leeren" Raum tatsächlich erreichen können. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7242
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| Steffen Bühler Verfasst am: 01. Okt 2018 11:49 Titel: |
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Willkommen im Physikerboard!
Hilft dieser Wiki-Artikel weiter?
Viele Grüße
Steffen |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 13:19 Titel: |
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Hallo ebenfalls und danke für die schnelle Rückantwort.
Oje, auf Wiki ists ja Mathematik. Das ist lange her bei mir.
Könntest Du mir sagen, ob es vorstellbar wäre eine Masse/z.Bsp. eine Kugel von 1kg (kp) auf 1/4 der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen und welche Energie/Kraft dazu nötig wäre ?
VG Silvio |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7242
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| Steffen Bühler Verfasst am: 01. Okt 2018 13:25 Titel: |
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Dann setzen wir mal einfach ein:
^2}} - 1 \right) \cdot m \cdot c^2)
^2 } } -1 \right) \cdot 1kg \cdot \left( 3 \cdot 10^8 \frac ms \right)^2)
 \cdot 9 \cdot 10^{16} Nm )
Zuletzt bearbeitet von Steffen Bühler am 01. Okt 2018 13:51, insgesamt 3-mal bearbeitet |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 13:27 Titel: |
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... meine Fragerei zielt eigentlich auf eine weiterführende Frage ab. Ich möchte nur nicht gleich mit der Tür ins Haus fallen.
VG Silvio |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 13:30 Titel: |
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... danke für die Formel/Berechnung.
Leider kann ich wegen der Werbung und dem Ende des Textfeldes nicht alles sehen. Was muss ich drücken, um Deine komplette Antwort sehen zu können ? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7242
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| Steffen Bühler Verfasst am: 01. Okt 2018 13:50 Titel: |
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Ich weiß nicht, was Du drücken musst. Ich hab hier Java abgeschaltet. Andere verwenden Werbeblocker.
Aber ich mach mal ein paar Umbrüche rein. |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 14:05 Titel: |
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... vielen Dank für die Umbrüche. Jetzt geht's.
Bei Beschleunigung auf halbe Lichtgeschwindigkeit sind das immerhin 30.000.000.000.000.000 Nm (30 Billiarden Nm).
Gibt es eine Energiequelle, die das bewerkstelligen könnte ? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7242
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| Steffen Bühler Verfasst am: 01. Okt 2018 14:27 Titel: |
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Bei c/2 komm ich zwar "nur" auf 14 Billiarden Nm, aber die Größenordnung passt.
Nehmen wir mal Benzin, das hat etwa 40 Millionen Nm pro Kilogramm. Da brauchst Du schon einen gewaltigen Tank, und der erhöht leider auch noch die mitgeführte Masse, so dass Du sogar noch mehr brauchst.
Nimmt man reines Uran 235, könnte man grob gerechnet mit vielleicht 200 Kilogramm auskommen.
EDIT: Uran-Rechnung korrigiert. |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 14:43 Titel: |
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Die Solarkonstante beträgt 1367 Watt pro Quadratmeter (hab ich aus dem Netz).
Das entspricht 1367 Nm/s
30 Billiarden Nm durch (1367 Nm/s und Quadratmeter) sind ca. 21945866861741 nötige Sekunden auf einen Quadratmeter bezogen, um die Energie aufzubringen.
Auf einen Hektar (10.000qm) und einen Tag bezogen sind das ca.25400 Tage, also knapp 70 Jahre.
... heisst also: 70 Jahre lang Bestrahlung einer Fläche von 1ha durch unsere Sonne und damit wäre ein kg Masse auf halbe Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.
Stimmt meine Rechnung ungefähr ? |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 14:47 Titel: |
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... meinst Du mit Uran könnte man also die Energie aufbringen, um eine kleine Masse auf halbe c zu beschleunigen ? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7242
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| Steffen Bühler Verfasst am: 01. Okt 2018 14:50 Titel: |
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Ja, kann ich nachvollziehen. Nur musst Du in realiter die Zeit mindestens verdoppeln, weil nachts die Sonne nicht scheint, und tagsüber nur mittags die Maximalleistung kommt. Und es muss auch immer wolkenlos sein. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 01. Okt 2018 14:51 Titel: |
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Wenn man den Treibstoff mitführen will, dann ist die o.g. Rechnung nicht zutreffend. Man müsste stattdessen die relativistische Raketengleichung verwenden:
https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_rocket
Die o.g. Rechnung wäre zutreffend, wenn kein Treibstoff mitgeführt wird sondern z.B. Sonnenwind Energie und Impuls über ein Sonnensegel auf das zu beschleunigende Raumschiff überträgt (wobei man vernachlässigt, dass ja auch "Sonnenwind" u.a. von vorne kommen kann :-)
Außerdem gilt die o.g. Rechnung für Elementarteilchen in einem Beschleuniger.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 15:02 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | | Ja, kann ich nachvollziehen. Nur musst Du in realiter die Zeit mindestens verdoppeln, weil nachts die Sonne nicht scheint, und tagsüber nur mittags die Maximalleistung kommt. Und es muss auch immer wolkenlos sein. |
Die Fläche müsste natürlich im All aufgebaut sein, wo sie rund um die Uhr von der Sonne beschienen wird.
Aber wenn es nur ein Zeitproblem ist, ist es keines. |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 15:05 Titel: |
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Glaubst Du, dass man ein System bauen könnte, dass eine geringe Masse auf halbe c beschleunigen kann (durchs All natürlich) ? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7242
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| Steffen Bühler Verfasst am: 01. Okt 2018 15:33 Titel: |
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Ach, Du meinst, mit einem hektargroßen ultraleichten Sonnensegel, das permanent die genannte Leistung bekommt und weitergibt, sollte es in 70 Jahren soweit sein? Dann müsstest Du aber immer in Sonnennähe bleiben. Denn würdest Du immer geradeaus fliegen, wärst Du dann mehr als den zweimillionenfachen Sonnenabstand von der Erde entfernt, aber immer noch längst nicht nah genug am nächsten Stern. Der Antrieb wäre also schon lange aus. |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 16:36 Titel: |
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... dachte der Thread wäre geschlossen TomS hatte sowas geschrieben...?), deshalb hatte ich einen Neuen angefangen, sorry.
Wenn ein Sonnensegel möglich wäre, könnte man auch um die Sonne herum beschleunigen (kreisförmig), bis man schnell genug wäre, um dann in eine geradlinige Bewegung ueberzugehen ?
... oder könnte man mit einem anderen Antrieb halbe Lichtgeschwindigkeit erreichen ? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7242
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| Steffen Bühler Verfasst am: 01. Okt 2018 16:51 Titel: |
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| KeinPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | ... dachte der Thread wäre geschlossen |
Kein Problem. TomS hat als Signatur ein Kafka-Zitat, das vielleicht etwas missverständlich sein kann. 
| KeinPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | könnte man auch um die Sonne herum beschleunigen (kreisförmig), bis man schnell genug wäre, um dann in eine geradlinige Bewegung ueberzugehen ? |
Hm, theoretisch denkbar. Ich lass es mir mal durch den Kopf gehen.
| KeinPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | ... oder könnte man mit einem anderen Antrieb halbe Lichtgeschwindigkeit erreichen ? |
Wie gesagt, mit Kernbrennstoffen. Nur müsste man hier wirklich in die Raketentechnik einsteigen, da kenne ich mich nicht so aus. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 01. Okt 2018 17:32 Titel: |
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| KeinPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | Wenn ein Sonnensegel möglich wäre, könnte man auch um die Sonne herum beschleunigen (kreisförmig), bis man schnell genug wäre, um dann in eine geradlinige Bewegung ueberzugehen ? |
Der Kraft aufgrund des Sonnenwindes wirkt in etwa radial, die kreisförmige Beschleunigung müsste jedoch tangential erfolgen; das funktioniert so also nicht.
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 01. Okt 2018 17:35 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Die o.g. Rechnung wäre zutreffend, wenn kein Treibstoff mitgeführt wird sondern z.B. Sonnenwind Energie und Impuls über ein Sonnensegel auf das zu beschleunigende Raumschiff überträgt (wobei man vernachlässigt, dass ja auch "Sonnenwind" u.a. von vorne kommen kann |
Die Rechnung ist gar nie zutreffend, weil man keine kinetische Energie übertragen kann, sondern nur Impuls. Bei ruhendem Sonnensegel z.B. ist der Wirkungsgrad der Energieübertragung 0: Das Photon wird idealerweise fast ohne Wellenlängenänderung reflektiert, seine Energie bleibt also erhalten und steckt nicht im Segel. |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 17:41 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | KeinPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | Wenn ein Sonnensegel möglich wäre, könnte man auch um die Sonne herum beschleunigen (kreisförmig), bis man schnell genug wäre, um dann in eine geradlinige Bewegung ueberzugehen ? |
Der Kraft aufgrund des Sonnenwindes wirkt in etwa radial, die kreisförmige Beschleunigung müsste jedoch tangential erfolgen; das funktioniert so also nicht. |
Hast Du noch eine andere Idee, wie man ein System machbar bauen könnte, dass eine geringe Masse auf halbe c beschleunigen kann (durchs All natürlich) ? |
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 01. Okt 2018 17:47 Titel: |
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... muss dann erstmal meine Kinder versorgen. Vllt. können wir das Thema morgen früh fortsetzen. Denn wenn ein System möglich ist, das auf halbe c beschleunigt werden kann, gibt es möglicherweise auch eine Möglichkeit Dinge schneller als das Licht zu bewegen ... Das würde ich gerne diskutieren. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 01. Okt 2018 18:03 Titel: |
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Die einzige Möglichkeit wäre wohl, auf die Mitführung von Treibstoff zu verzichten und den Teilchenstrom der interstellaren Materie selbst als Antriebsmasse (Stützmasse) zu nutzen, d.h. z.B. den von vorne kommenden Teilchenstrom möglichst reibungsarm durch einen Zylinder zu beschleunigen und als Strahl wieder auszustoßen.
Dazu müsste lediglich gespeicherte Energie zur Beschleunigung dieser Materie mitgeführt werden.
In der ersten Beschleunigungsphase benötigst du jedoch einen konventionellen Antrieb.
| KeinPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | ... gibt es möglicherweise auch eine Möglichkeit Dinge schneller als das Licht zu bewegen |
Die Relativitätstheorie besagt, dass dies unmöglich ist.
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KeinPhysiker1
Gast
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| KeinPhysiker1 Verfasst am: 02. Okt 2018 11:59 Titel: |
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Überflüssiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Leider funktioniert mein Account nicht mehr richtig !?? Deshalb unter anderem Namen:
Wenn die Relativitätstheorie stimmt, dann ist in meinem Gedankenexperiment etwas nicht in Ordnung (bitte sag mir was es ist):
Gedankenexperiment - Eine Masse wird auf 0,6xc beschleunigt und fliegt durchs All. Auf diesem Körper/Masse ist ein Lichtsender installiert, der auch welches aussendet. Eine andere Masse wird auf 0,5xc beschleunigt und fliegt in die genau entgegengesetzte Richtung. Bei konstanter c dürfte das Licht auf der 2. Masse nie empfangen werden können, weil vom Standpunkt der ersten Masse aus, sich die zweite Masse mit 1,1c entfernt - also mit Überlichtgeschwindigkeit. Ist das denkbar ? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 02. Okt 2018 12:11 Titel: |
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In der Newtonschen Mechanik darfst du Geschwindigkeiten wie üblich addieren. In der Relativitätstheorie ist diese Addition nicht zulässig. Stattdessen muss die relativistische Geschwindigkeitsaddition verwendet werden. Diese respektiert u.a. v <c, d.h. Relativgeschwindigkeiten von massebehafteten Objekten sind immer kleiner c. Außerdem ist die Geschwidngkeit eines Lichtsignals bzgl. jedes beliebigen massebehafteten Körpers immer exakt gleich c.
Einfaches Beispiel: ein Raumschiff bewegt sich mit u = 0.6 c auf dich zu und sendet ein Lichtsignal relativ zum Raumschiff mit v = c aus. Für das Lichtsignal gilt dann relativ zur dir nicht v = 1.6 c sondern wiederum v = c.
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KeinPhysiker1
Gast
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| KeinPhysiker1 Verfasst am: 02. Okt 2018 12:44 Titel: |
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Überflüssiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Die Addition gilt, wenn die Richtung die selbe ist. Wenn die Objekte aber sich voneinander entfernen, sollte das nicht gelten. Wenn zwei Massen sich voneinander entfernen, ist das doch reine Newtonsche Mechanik, oder ? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 02. Okt 2018 13:50 Titel: |
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| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Die Addition gilt, wenn die Richtung die selbe ist. Wenn die Objekte aber sich voneinander entfernen, sollte das nicht gelten. Wenn zwei Massen sich voneinander entfernen, ist das doch reine Newtonsche Mechanik, oder ? |
Das würde ja zu einem völlig inkonsistenten Konstrukt führen.
Und wenn du dir den Link mal anschaust: dort ist die Addition für beliebige Geschwindigkeitsvektoren definert
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KeinPhysiker1
Gast
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| KeinPhysiker1 Verfasst am: 02. Okt 2018 17:16 Titel: |
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Überflüssiges Vollzitat gelöscht. Steffen
... hab's mir angeschaut. Dort ist die Rede von "gleichgerichteten Geschwindigkeiten u′,v " die Rede. In obigen Gedankenexperiment von entgegengerichteten Geschwindigkeiten !
Meinst Du das es definitiv keine Überschreitung der c geben wird oder gibt es in Deiner Meinung einen Unsicherheitsfaktor ? Respektive, das Licht, das vom ersten Körper abgesendet wird, kommt in jedem Fall am zweiten Körper an, auch wenn beide addiert sich mit Überlichtgeschwindigkeit voneinander entfernen ? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 02. Okt 2018 17:35 Titel: |
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| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | ... hab's mir angeschaut. Dort ist die Rede von "gleichgerichteten Geschwindigkeiten u′,v " die Rede. |
Im Diagramm; nicht allgemein in der Herleitung.
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Meinst Du das es definitiv keine Überschreitung der c geben wird oder gibt es in Deiner Meinung einen Unsicherheitsfaktor ? |
Es gibt nach heutigem Kenntnisstand keine diesbzgl. Unsicherheit. Die SRT ist in allen ihren Konsequenzen seit ca. einem Jahrhundert zig-fach bestätigt.
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KeinPhysiker1
Gast
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| KeinPhysiker1 Verfasst am: 02. Okt 2018 17:53 Titel: |
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Überflüssiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Wenn auf einem Zug, der mit halber c fährt ein Licht angeschalten wird, dann kommt das Licht trotzdem nur mit einfacher c vorwärts und nicht mit 1,5xc. Das habe ich verstanden. Ergibt sich das aus der SRT ?
Aber wenn sich zwei Züge mit jeweils halber c voneinander entfernen, warum sollte dann die Geschwindigkeit des Lichtes, das auf einem Zug angeknipst wird langsamer werden ?
Kannst Du das ein bischen plastischer erklären ? |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 02. Okt 2018 18:35 Titel: |
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| Zitat: | | Wenn auf einem Zug, der mit halber c fährt ein Licht angeschalten wird, dann kommt das Licht trotzdem nur mit einfacher c vorwärts und nicht mit 1,5xc. Das habe ich verstanden. Ergibt sich das aus der SRT ? |
Nein, anders herum.
Die SRT ergibt sich aus der Tatsache, dass eben das an einem Dedektor ankommende Licht immer die Geschwindigkeit c hat (im Vakuum), egal wie schnell sich Dedektor und Sender zueinander bewegen und welche Bewegungsrichtung sie haben.
| Zitat: | | Aber wenn sich zwei Züge mit jeweils halber c voneinander entfernen, warum sollte dann die Geschwindigkeit des Lichtes, das auf einem Zug angeknipst wird langsamer werden ? |
Die Physik fragt nicht nach dem "Warum" sondern beschreibt die Beobachtungen (Messungen).
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KeinPhysiker1
Gast
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| KeinPhysiker1 Verfasst am: 03. Okt 2018 08:35 Titel: |
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Überflüssiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Genau, so habe ich es verstanden. Licht breitet sich wie eine Wasserwelle im Wasser oder wie Schall in der Luft aus (mit einer bestimmten Geschwindigkeit). Und egal was im Wasser mit welcher Geschwindigkeit rumschwimmt und ebenfalls Wellen erzeugt, diese Wellen werden nicht schneller sein, als in ruhe erzeugte Wellen (in der Luft ist es vermutlich genauso). Licht dann nur eben im Raum. Und der Raum scheint aus einer Konsistenz zu bestehen, die wir zwar nicht messen können, die aber nur eine begrenzte Ausbreitungsgeschwindigkeit (c) zulässt. Wäre da nichts, würde sich Licht entweder gar nicht fortbewegen können oder eben unendlich schnell. Ist das so richtig gedacht ?
Wenn ja, dann ist dennoch die Frage, ob Licht vom Empfänger empfangen werden kann wenn sich der Sender und Empfänger jeweils mit halber c voneinander entfernen und der Empfänger sich noch ein bischen schneller als halbe c davonbewegt? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 03. Okt 2018 10:05 Titel: |
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| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Licht breitet sich wie eine Wasserwelle im Wasser oder wie Schall in der Luft aus (mit einer bestimmten Geschwindigkeit). |
Nein, das ist ein ziemlich irreführender Vergleich. Licht benötigt kein Medium zur Ausbreitung. Und insbesondere definiert dieses Medium kein bevorzugtes Ruhesystem, wie dies bei Wasser der Fall ist.
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Und der Raum scheint aus einer Konsistenz zu bestehen, die wir zwar nicht messen können, die aber nur eine begrenzte Ausbreitungsgeschwindigkeit (c) zulässt. |
Konsistenz klingt nach einer Substanz. Das ist irreführend- s.o. Es handelt sich um eine geometrische Eigenschaft der Raumzeit.
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Wäre da nichts, würde sich Licht entweder gar nicht fortbewegen können oder eben unendlich schnell. Ist das so richtig gedacht ? |
Wie gesagt, das ist irreführend.
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Wenn ja, dann ist dennoch die Frage, ob Licht vom Empfänger empfangen werden kann wenn sich der Sender und Empfänger jeweils mit halber c voneinander entfernen und der Empfänger sich noch ein bischen schneller als halbe c davonbewegt? |
Du musst dir mal die Mühe machen, die Berechnungen in dem verlinkten Artikel nachzuvollziehen.
Betrachte einen Beobachter B auf der Erde, sowie ein nach rechts und ein nach links fliegendes Raumschiff mit Beobachtern B’ und B’’. Seien v’, v’’ die Geschwindigkeiten von B’, B’’ bezogen auf B. Dann liefert dir die relativistische Geschwindigkeitsaddition eine Geschwindigkeit V von B’ bezogen auf B’’. Für beliebige Geschwindigkeit v’, v’’ mit Beträgen < c gilt immer |V| < c.
Betrachte nun Lichtsignale L, L’, L’’, ausgesandt von B, B’ und B’’, mit der Geschwindigkeit c bzgl. der jeweiligen Lichtquelle B, B’ und B’’. Nun werden diese Lichtsignale von den jeweils anderen Beobachtern gemessen, d.h. B misst die Geschwindigkeit von L’, L’’; B’ misst die Geschwindigkeit von L, L’’; B’’ misst die Geschwindigkeit von L, L’. Alle Messungen liefern immer c.
Du kannst also mittels Relativgeschwindigkeiten keine Überlichtgeschwindigkeiten erhalten; insbs. sind immer alle Beteiligten Beobachter mittels ausgetauschter Lichtsignale gegenseitig erreichbar.
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KeinPhysiker
Anmeldungsdatum: 01.10.2018
Beiträge: 14
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| KeinPhysiker Verfasst am: 03. Okt 2018 12:49 Titel: |
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Überflüssiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Lt. Definition des Relativistisches Additionstheorem im Wiki-Link bewegen sich beide, also B' und der Körper und werden von einem Dritten beobachtet und gemessen. In der Interpretation im selben Link, bewegt sich der Zug und durch ihn beschleunigt auch eine Person. D.h. sie bewegt sich zusammen mit dem Zug, also in seiner Abhänigkeit und deren Geschwindigkeiten werden von einem Dritten gemessen.
Könnte man sagen, das das Relativistisches Additionstheorem nur gültig ist, wenn ein Dritter "Beobachter" die Geschwindigkeiten zweier Systeme zueinander misst ? So ist es zumindest in dem Link dargestellt. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 03. Okt 2018 13:27 Titel: |
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| KeinPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | Könnte man sagen, das das Relativistisches Additionstheorem nur gültig ist, wenn ein dritter "Beobachter" die Geschwindigkeiten zweier Systeme zueinander misst ? |
Nein.
Das Additionstheorem ist nur dann relevant, wenn ein dritter Beobachter die Geschwindigkeiten zweier Systeme bzgl. ihm selbst misst und daraus die Relativgeschwindigkeit der beiden Systeme zueinander berechnen möchte.
Betrachte meinen o.g. Text. Wäre der Beobachter B nicht existent, würde niemand über die Geschwindigkeiten v’ und v’’ von B’ und B’’ jeweils bzgl. B sprechen. Es gäbe lediglich B’ und B’’, und diese hätten eine Relativgeschwindigkeit V. Ende!
Erst wenn B ins Spiel kommt, treten werden auch die Geschwindigkeiten v’ und v’’ bzgl. B relevant, und nur dann interessiert uns die Zerlegung von V in v’ und v’’.
Es ist auch nicht so, dass der dritte Beobachter B die Geschwindigkeiten zweier Beobachter zueinander misst. Er misst die Geschwindigkeiten v’ und v’’ jeweils eines Beobachters B’ bzw. B’’ bzgl. ihm selbst (B) und berechnet daraus die Geschwindigkeit V; V selbst wird gemessen von B’ bzw. B’’ ohne jeden Bezug zu B.
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KeinPhysiker1
Gast
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| KeinPhysiker1 Verfasst am: 03. Okt 2018 16:21 Titel: |
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Überflüssiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Nimm doch bitte mal mein Beispiel: Zwei Objekte entfernen sich voneinander. Das Erste mit halber c und das Zweite mit bischen mehr als halbe c. Kein dritter Beobachter misst. Nur die zwei Objekte. Wenn vom ersten Objekt ein Lichtimpuls ausgesendet wird, kann dieser Lichtimpuls dann das zweite Objekt überhaupt erreichen/ von dem empfangen werden ? |
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KeinPhysiker1
Gast
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| KeinPhysiker1 Verfasst am: 03. Okt 2018 16:23 Titel: |
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Sorry, kann mich nicht mehr einloggen. Deshalb so:
Oben schreibst Du "Nein." zu meiner Frage, ob ein 3. Beobachter nötig ist für das RA und drunter schreibst Du "ist nur dann relevant, wenn ein dritter Beobachter" da ist. Das widerspricht sich gegenseitig !? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 03. Okt 2018 19:38 Titel: |
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| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Nimm doch bitte mal mein Beispiel: Zwei Objekte entfernen sich voneinander. Das Erste mit halber c und das Zweite mit bisschen mehr als halbe c. Kein dritter Beobachter misst. Nur die zwei Objekte. |
Wenn kein dritter Beobachter beteiligt ist: auf wen beziehen sich denn dann die beiden Geschwindigkeitsangaben?? Ohne einen dritte Beobachter sind diese Angaben schlicht sinnlos.
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Das Erste mit halber c und das Zweite mit bisschen mehr als halbe c. |
Also z.B.
Schau' die verlinkten Formeln an und berechne die Relativgeschwindigkeit.
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Wenn vom ersten Objekt ein Lichtimpuls ausgesendet wird, kann dieser Lichtimpuls dann das zweite Objekt überhaupt erreichen/ von dem empfangen werden ? |
Ja, klar.
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Oben schreibst Du "Nein." zu meiner Frage, ob ein 3. Beobachter nötig ist für das RA und drunter schreibst Du "ist nur dann relevant, wenn ein dritter Beobachter" da ist. Das widerspricht sich gegenseitig !? |
Wenn kein dritter Beobachter oder kein drittes Bezugsystem betrachtet werden, dann existieren die in den Formeln verwendeten Größen nicht.
Die Newtonsche Geschwindigkeitsaddition wird für relativistische Geschwindigkeiten ungültig. Eine Formel, bei der die verwendeten Größen im betrachteten physikalischen Problem überhaupt nicht existieren, ist doch deswegen nicht ungültig, sondern schlicht nicht anwendbar oder eben irrelevant.
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KeinPhysiker1
Gast
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| KeinPhysiker1 Verfasst am: 04. Okt 2018 13:28 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Nimm doch bitte mal mein Beispiel: Zwei Objekte entfernen sich voneinander. Das Erste mit halber c und das Zweite mit bisschen mehr als halbe c. Kein dritter Beobachter misst. Nur die zwei Objekte. |
Wenn kein dritter Beobachter beteiligt ist: auf wen beziehen sich denn dann die beiden Geschwindigkeitsangaben?? Ohne einen dritte Beobachter sind diese Angaben schlicht sinnlos. |
Ich bekomme Verständnisprobleme ... Setz doch den dritten Beobachter auf eines der beiden Objekte, die sich voneinander entfernen, dann brauchst Du den 3. Punkt zum beobachten nicht.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Das Erste mit halber c und das Zweite mit bisschen mehr als halbe c. |
Also z.B.
Schau' die verlinkten Formeln an und berechne die Relativgeschwindigkeit.
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Warum ist v2 negativ ?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Wenn vom ersten Objekt ein Lichtimpuls ausgesendet wird, kann dieser Lichtimpuls dann das zweite Objekt überhaupt erreichen/ von dem empfangen werden ? |
Ja, klar. |
Für mich ist das nicht so klar. Im Gedankenexperiment wissen wir, das Objekt 1 auf 0,5c beschleunigt wurde. Ein Beobachter, der auf Objekt 1 sitzt könnte annehmen das er ruht. Nehmen wir an, Objekt 2 ist verharrt in Ruhe und Objekt 1 entfernt sich von Objekt 2 mit 0,5c; dann kann der Beobachter seine Entfernungsgeschwindigkeit mit 0,5c messen. Ist das korrekt ?
Quoting korrigiert. Steffen |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18046
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| TomS Verfasst am: 04. Okt 2018 14:21 Titel: |
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| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Setz doch den dritten Beobachter auf eines der beiden Objekte, die sich voneinander entfernen, dann brauchst Du den 3. Punkt zum beobachten nicht. |
Wenn der dritte Beobachter auf einem der beiden Objekte sitzt und sitzen bleibt, dann ist es kein unabhängiger dritter Beobachter. Wenn er dagegen nur kurz auf dem Objekt sitzt, dieses sich jedoch von ihm entfernt, er also nicht darauf sitzen bleibt, dann ist es ein unabhängiger dritter Beobacher.
Im vorliegenden Kontext ist es ziemlich irrelevant, wo er sich befindet; relevant ist lediglich, ob und wie sich die beiden Objekte sich relativ zu ihm bewegen.
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Das Erste mit halber c und das Zweite mit bisschen mehr als halbe c. |
Also z.B.
Schau' die verlinkten Formeln an und berechne die Relativgeschwindigkeit.
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Warum ist v2 negativ ?
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Weil sie sich entgegengesetzt bewegen! Das ist schon in der Newtonschen Mechanik so.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Wenn vom ersten Objekt ein Lichtimpuls ausgesendet wird, kann dieser Lichtimpuls dann das zweite Objekt überhaupt erreichen/ von dem empfangen werden ? |
Ja, klar. |
| KeinPhysiker1 hat Folgendes geschrieben: | | Für mich ist das nicht so klar. |
Nachdem du offenbar keine Lust hast, das zu berechnen, mache ich das selbst. Dann is' aber gut.
Wir setzen wie oben
d.h. Objekt 1 bewegt sich mit v = 0.5 c nach rechts, Objekt 2 mit v = -0.6 c, d.h. nach links.
Beide Geschwindigkeiten werden gemessen und angegeben aus Sicht eines dritten Beobachters (z.B. aus Sicht eines Beobachters auf einer Raumstation, von der aus beide Objekte in entgegengesetzter Richtung gestartet wurden).
Gesucht ist nun die Relativgeschwindigkeit von Objekt 1 bezogen auf bzw. gemessen von Objekt 2.
Nach Newton gilt
 = 1.1c)
Nach Einstein gilt
}{1+ 0,5 \cdot 0.6} \simeq 0.85c < 1c)
Du kannst dir die Herleitung mal im Detail anschauen, oder das Ergebnis glauben. Jedenfalls ist dies das seit über 100 Jahren bekannte und immer wieder bestätigte Ergebnis :-)
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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