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Quiz über Lichtgeschwindigkeit
 
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timo-93



Anmeldungsdatum: 01.05.2019
Beiträge: 4

Beitrag timo-93 Verfasst am: 01. Mai 2019 17:10    Titel: Quiz über Lichtgeschwindigkeit Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Tag,

mein Schwager hat mir heute ein Quiz in zweifacher Ausführung gestellt:

1) Wir haben ein Rohr von hier (der Erde) bis zur Sonne. Dieses Rohr ist komplett gefüllt mit Kugeln, deren Durchmesser so groß ist, wie der Innendurchmesser des Rohres. Das heißt, die Kugeln sind von hier bis zur Sonne in dem Rohr aufeinander gestapelt

Nun wird unten in das Rohr eine Kugel gesteckt. Wie lange dauert es, bis oben aus dem Rohr eine Kugel rausfällt?

2) Da wir über diese Ausführung sehr lange diskutiert haben, hat er sein Quiz geändert. Nun halte ich auf der Erde einen Stab in der Hand, der paar Centimeter (nehmen wir mal an 30cm) bis vor die Sonne reicht. Nun strecke ich mein Arm um 30cm in die höhe. Wie lange dauert es, bis die Sonne berührt wird?

Meine Ideen:
Ich sage ganz klar in beiden fällen sofort bzw solange wie ich benötige den Arm zu strecken oder die Kugel in das Rohr zu stecken.
Mein Schwager sagt ca 8min!

Im ersten Fall wird unten eine Kugel in der Rohr gesteckt. Nun müsste oben eine rausfallen, sobald unten eine reingesteckt wird, sonst würde ich ja das Volumen bzw die Größe der Kugeln verändern.

Im zweiten Fall würde der Stab ja schrumpfen, wenn er nicht im selben Augenblick die Sonne berührt, wenn ich den Arm/Stab um 30cm in die höhe Strecke!

Seine Antwort:
Das Licht von der Erde bis zur Sonne hat eine Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit. Nichts kann schneller als Licht sein.
Er sagt, es dauert ca 8min bis oben die Kugel rausfällt, bzw oben der Stab die Sonne berührt. Weil der Impuls oder der Effekt 8min braucht, bis er oben bei der Sonne ankommt!

Dies ist aber ein Irrtum (meiner Meinung nach), denn ich "sehe" nach 8min dass eine Kugel rausfällt oder der Stab die Sonne berührt, weil dieser Effekt 8min von der Sonne zur Erde braucht um wahrgenommen zu werden. Wir nehmen mal an, ich könnte so weit schauen!

Es geht also nicht darum, wann ich sehe, dass die Kugel oben rausfällt/oder der Stab die Sonne berührt, sondern es geht um den exakten Zeitpunkt, wann die Kugel rausfällt oder der Staab die Sonne berührt. Man nehme an, man hätte auf der Erde und auf Sonne eine Stopuhr die dies aufzeichnet.
auagusti



Anmeldungsdatum: 28.04.2019
Beiträge: 36

Beitrag auagusti Verfasst am: 01. Mai 2019 17:37    Titel: Antworten mit Zitat

Ein interessantes Gedankenexperiment

http://wikifinum.zum.de/images/9/9d/Leiter_Magnetfeld_langgezogen.jpg

Ein langes zylindrisches Rohr mit sehr vielen runden Kugeln aus Materie, die sich berühren.

Ich meine, das Experiment müßte erstmal genauer definiert werden, den realistisch kann es nicht funktionieren, aus vielen Gründen.

Die Kugeln werden ja von ihrem eigenen Gewicht zusammengedrückt und pressen sich gegen die Rohrwandung, so dass eine Klemmung auftreten würde. Sie verlieren dabei aber ihre kugelförmige Gestalt. Soll das erlaubt sein, oder sollen die Kugeln in einem strikten Sinne eine exakte Kugel sein und bleiben ?

Ich finde es sehr gut, sich solche Gedankenexperiemente auszudenken, weil man daraus eigentlich immer etwas lernen kann. Zum Rechthaben alleine braucht man das nicht zu tun, da können einfachere Dinge ausreichen. Jeder hat irgendwo REcht und irgendwo Unrecht, sicherlich, niemand hat die Weisheit mit Löffeln gefuttert, oder die Wahrheit für sich gepachtet.
timo-1993
Gast





Beitrag timo-1993 Verfasst am: 01. Mai 2019 17:50    Titel: Antwort Antworten mit Zitat

Es ist nur ein Gedankenexperiment und alle physikalischen Effekte sollen nicht betrachtet werden. Das Rohr bzw der Stab erfahren keine Krümmung und die Kugeln sollen als ideal betrachtet werden. Es gibt keine Reibung.

Es geht lediglich um den Zeitpunkt wann die oberste Kugel rausfällt bzw der Stab die Sonne berührt. Und es geht hierbei nicht um das "Sehen" dieses Effektes, denn das Licht braucht ja von der Sonne 8,3 Min zur Erde in mein Auge, sondern es geht um den exaktem Zeitpunkt, wenn oben an der Sonne beispielsweise ebenfalls eine Stopuhr wäre.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12241

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Mai 2019 17:57    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist eine Variante des idealen starren Körpers, z.B. einer Stange.

Nehmen wir eine 8 Lichtminuten lange Stange zwischen der Erde und der Sonne. Der Anfang der Stange auf der Erde werde jetzt in Richtung Sonne bewegt. Aufgrund der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit von Signalen in der Stange würde sich das Ende der Stange an der Sonne (frühestens) 8 Minuten nach dem Anfang der Stange auf der Erde bewegen, und wir würden dies wiederum 16 Minuten nach der Bewegung des Anfangs sehen.

Alternative: wir nehmen ein 8 Lichtminuten langes Glasrohr, durch das wir einen extrem kurzen Lichtblitz schicken. Dieser wandert als dünne Lichtscheibe durch das Rohr und erreicht die Sonne nach 8 Minuten. Wir sehen den Lichtblitz als leuchtenden Ring durch das Rohr wandern und sehen ihn nach 16 Minuten an der Sonne ankommen.



E24E6940-2A60-4CA7-89D2-9A90F6ADF764.jpeg
 Beschreibung:
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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.


Zuletzt bearbeitet von TomS am 01. Mai 2019 18:25, insgesamt 4-mal bearbeitet
timo-93



Anmeldungsdatum: 01.05.2019
Beiträge: 4

Beitrag timo-93 Verfasst am: 01. Mai 2019 18:05    Titel: Antworten mit Zitat

Also liege ich falsch, dass dies direkt passiert? In deiner Annahme mit der Stange: das Ende bewegt sich 8Min später. würde die Stange dann nicht schrumpfen? Weil sich der Anfang der Stange 8min vor dem Ende bewegt. Das heißt die Stange müsse in der Zeit kürzer werden und sich dann erst nach 8min wieder ausdehnen... oder seh ich das falsch?
auagusti



Anmeldungsdatum: 28.04.2019
Beiträge: 36

Beitrag auagusti Verfasst am: 01. Mai 2019 18:15    Titel: Antworten mit Zitat

timo-93 hat Folgendes geschrieben:
Die Kugeln sollen mathematische exakte Kugeln sein und während des Experiments bleiben


Du schreibst, daß physikalische Gesetze keine Rolle spielen. Damit handelt es sich um ein rein mathematisches Problem.

In diesem Falle hast Du Recht, weil sich dann geometrisch die Kugeln instantan, dass heißt ohne Zeitverzögerung verschieben und es keine Begrenzungen der Geschwindigkeit gibt.

Im gleichen Augenblick, in Nullzeit, wenn der Raum an der Unterseite durch die neue Kugel eingenommen wird, kommt oben die andere Kugel wieder heraus.


Zuletzt bearbeitet von auagusti am 01. Mai 2019 18:31, insgesamt 2-mal bearbeitet
timo-93



Anmeldungsdatum: 01.05.2019
Beiträge: 4

Beitrag timo-93 Verfasst am: 01. Mai 2019 18:20    Titel: Antworten mit Zitat

Die Kugeln sollen mathematische exakte Kugeln sein und während des Experiments bleiben
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12241

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Mai 2019 18:21    Titel: Antworten mit Zitat

timo-93 hat Folgendes geschrieben:
Also liege ich falsch, dass dies direkt passiert?

Ja, da liegst du falsch,

timo-93 hat Folgendes geschrieben:
In deiner Annahme mit der Stange: das Ende bewegt sich 8Min später. würde die Stange dann nicht schrumpfen?

Ja, die Stange würde schrumpfen, weil es keine unendlichen starren Körper geben kann.

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TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12241

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Mai 2019 18:24    Titel: Antworten mit Zitat

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Du schreibst, daß physikalische Gesetze keine Rolle spielen. Damit handelt es sich um ein rein mathematisches Problem.

In diesem Falle hast Du Recht, weil sich dann geometrisch die Kugeln instantan, dass heißt ohne Zeitverzögerung verschieben und es keine Begrenzungen der Geschwindikgeit gibt.

Im gleichen Augenblick, wo der Raum an der Unterseite durch die neue Kugel eingenommen wird, kommt oben die andere Kugel wieder heraus.

Ich denke, so sollte das nicht interpretiert werden, das wäre ja völliger Käse.

Die Bewegung der Kugeln ist durch die Lichtgeschwindigkeit c begrenzt.

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auagusti



Anmeldungsdatum: 28.04.2019
Beiträge: 36

Beitrag auagusti Verfasst am: 01. Mai 2019 18:43    Titel: Antworten mit Zitat

In der Natur gibt es eine begrenzende Signalgeschwindigkeit, die Lichtgeschwindigkeit, das gebe ich Dir Recht. Aber ich schrieb ja, daß es, wenn keine physikalischen Effekte gelten sollen, es anders interpretiert werden muss.

Die Bewegung physikalischer Körper unterliegt den physikalischen Gesetzen, davon kann man hierfür ja ausgehen. Aber die Sache liegt ja anders.

Vielleicht hast Du nicht akzeptiert, daß es sich um mathematisch exakte Kugeln handeln soll, die sich nicht verformen können.

Bei einer Fortpflanzung physikalischer Bewegung durch den Stoß zweier Körper verformen sich zwangsläufig beide Körper, wenn auch wenig.

Ich hoffe mit dieser Erklärung von "Käse", wie Du sagst, in "Käse" als geometriche reine Form abändern zu können (Stinkt nicht)
timo-93



Anmeldungsdatum: 01.05.2019
Beiträge: 4

Beitrag timo-93 Verfasst am: 01. Mai 2019 18:47    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für eure Antworten. Das akzeptiere ich so und hab ich verstanden smile
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12241

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Mai 2019 18:54    Titel: Antworten mit Zitat

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Aber ich schrieb ja, daß es, wenn keine physikalischen Effekte gelten sollen, es anders interpretiert werden muss.

Ja; und ich schrieb, dass ich das nicht so interpretieren würde, da sonst Käse rauskommt.

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auagusti



Anmeldungsdatum: 28.04.2019
Beiträge: 36

Beitrag auagusti Verfasst am: 01. Mai 2019 19:45    Titel: Antworten mit Zitat

Wie kommst du darauf, dass Deine Interpretation richtig sein soll, nur weil Du die Phantasie hast, eine andere Interpretation als Deine wäre minderwertig ?

Ich finde Du solltest Deine eigene Interpretation und Antwort noch einmal in Ruhe durchgehen, vielleicht merkst Du dann, wo irgendwas nicht ganz richtig ist.

Ich habe dem Fragesteller Recht gegeben, soviel sollte klar sein.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12241

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Mai 2019 19:55    Titel: Antworten mit Zitat

timo-93 hat Folgendes geschrieben:
Nun wird unten in das Rohr eine Kugel gesteckt. Wie lange dauert es, bis oben aus dem Rohr eine Kugel rausfällt?


auagusti hat Folgendes geschrieben:
Wie kommst du darauf, dass Deine Interpretation richtig sein soll ...?

Wenn unendlich starre Kugeln unendlich schnell durch das Rohr geschoben würden, dann würde die letzte unendlich schnell herausfallen.

Das ist nicht nur physikalisch sinnlos sondern auch ziemlich trivial.

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auagusti



Anmeldungsdatum: 28.04.2019
Beiträge: 36

Beitrag auagusti Verfasst am: 01. Mai 2019 21:00    Titel: Antworten mit Zitat

Ich finde die Idee, in ein Riesen-Rohr von der Erde zur Sonne mit 150 Millionen Kilometern Länge, das mit Kugeln angefüllt ist, eine weitere Kugel rein zu schieben, ziemlich interessant.

Aber wieso Dein Rohr schrumpft, wie Du dem geschrieben hast, weiß ich auch nicht. Was soll der Grund dafür sein ? Ist das intrinsisch ? Oder eine logische Folge des Reinschiebens ?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12241

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Mai 2019 21:13    Titel: Antworten mit Zitat

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Aber wieso Dein Rohr schrumpft, wie Du dem geschrieben hast, weiß ich auch nicht. Was soll der Grund dafür sein ? Ist das intrinsisch ? Oder eine logische Folge des Reinschiebens ?

Es ist eine Folge des unaufmerksamen Lesens.

Ich hatte geschrieben

TomS hat Folgendes geschrieben:
Das ist eine Variante des idealen starren Körpers, z.B. einer Stange.

Nehmen wir eine 8 Lichtminuten lange Stange ...


TomS hat Folgendes geschrieben:
timo-93 hat Folgendes geschrieben:
In deiner Annahme mit der Stange: das Ende bewegt sich 8Min später. würde die Stange dann nicht schrumpfen?

Ja, die Stange würde schrumpfen, weil es keine unendlichen starren Körper geben kann.


Da die Signalgeschwindkeit nicht unendlich ist, kann sich das Ende der Stange nicht sofort gemeinsam mit ihrem Anfang in Bewegung setzen. Als Konsequenz daraus wird die Stange gestaucht. Das passiert auch mit dem Kugelstapel im Rohr, nicht jedoch mit dem Rohr selbst.

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auagusti



Anmeldungsdatum: 28.04.2019
Beiträge: 36

Beitrag auagusti Verfasst am: 01. Mai 2019 21:37    Titel: Antworten mit Zitat

ja, aber fallen die Kugeln dann nicht alle runter, aus dem Rohr, wenn man unten keinen Abschlußdeckel hat, oder werden die Kugeln alle durch die Anziehungskraft der Sonne oben aus dem Rohr schon rausgezogen ?
Oder sollen die Kugeln in dem Rohr magnetisch sein ?
Da schmilzt doch oben bei der Sonne einiges weg, bevor die Sonne berührt werden knn.


Warum sollen sich die Kugeln denn stauchen ? meinst Du der Typi hätte soviel Kraft, um starre Körper zu stauchen ?


Nimmt die Masse der Kugeln dann zu, wenn sie mit Lichtgeschwindigkeit zur Sonne fliegen ?

Mir kommt das Ganze inzwischen physikalisch ziemlich unausgegoren vor, da bleiben viele Fragen offen.

150 Mio km mit den Kugeln, das wären 1.5 x 10 hoch 13 Kugeln, die man da bewegen müßte ?? DIe Masse der Kugeln wäre ca. 10 hoch 10 Tonnen. Wie groß wäre die Kraft zum Reinstecken ? Welche Beschleunigung würde man erreichen ? Wie lange dauert es, bis die Kugeln auf Lichtgeschwindigkeit sind ? Geht das überhaupt ? sind da 8 Minuten ncht unrealistisch ?

Fragen über Fragen.....

Bei dem mathematischen Modell wäre es besser gelaufen, denke ich. Aber es ist ja egal, weil ja der Fragesteller ja längst zufrieden ist. Also was treibt Dich um ? Willst Du Dein Problem als Thema posten ?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12241

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Mai 2019 22:17    Titel: Antworten mit Zitat

auagusti hat Folgendes geschrieben:
ja, aber fallen die Kugeln dann nicht alle runter, aus dem Rohr, wenn man unten keinen Abschlußdeckel hat, oder werden die Kugeln alle durch die Anziehungskraft der Sonne oben aus dem Rohr schon rausgezogen ?
Oder sollen die Kugeln in dem Rohr magnetisch sein ?
Da schmilzt doch oben bei der Sonne einiges weg, bevor die Sonne berührt werden knn.

Alles ziemlich irrelevant, oder?

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Warum sollen sich die Kugeln denn stauchen ? meinst Du der Typi hätte soviel Kraft, um starre Körper zu stauchen ?

Wenn er sie nicht bewegen und damit stauchen kann, dann kann er sie nicht bewegen oder stauchen

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Nimmt die Masse der Kugeln dann zu, wenn sie mit Lichtgeschwindigkeit zur Sonne fliegen ?

Erst zweifelst du, ob sie sich überhaupt bewegen, jetzt sollen sie sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Mir kommt das Ganze inzwischen physikalisch ziemlich unausgegoren vor, da bleiben viele Fragen offen.

Deine Anmerkungen? Ja!

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Wie lange dauert es, bis die Kugeln auf Lichtgeschwindigkeit sind ? Geht das überhaupt ? sind da 8 Minuten nicht unrealistisch ?

Ich habe nirgendwo geschrieben, dass sich die Kugeln mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Bei dem mathematischen Modell wäre es besser gelaufen, denke ich.

Das bezweifle ich.

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Also was treibt Dich um ? Willst Du Dein Problem als Thema posten ?

Ich sehe kein Problem - außer deine Art, Themen zu zerreden.

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auagusti



Anmeldungsdatum: 28.04.2019
Beiträge: 36

Beitrag auagusti Verfasst am: 01. Mai 2019 22:26    Titel: Antworten mit Zitat

Meiner Ansicht nach sollte ein Forumteilnehmer, wie ich, seine Sichtweise bei einer Forumfrage posten können, ohne dann von einem Moderator in unflätiger Weise angegangen zu werden.


Was ist Dein Problem ?
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8015

Beitrag jh8979 Verfasst am: 01. Mai 2019 22:29    Titel: Antworten mit Zitat

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Meiner Ansicht nach sollte ein Forumteilnehmer, wie ich, seine Sichtweise bei einer Forumfrage posten können, ohne dann von einem Moderator in unflätiger Weise angegangen zu werden.


Was ist Dein Problem ?

Für mich ist hier jetzt Schluss....
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12241

Beitrag TomS Verfasst am: 02. Mai 2019 00:31    Titel: Antworten mit Zitat

auagusti hat Folgendes geschrieben:
Meiner Ansicht nach sollte ein Forumteilnehmer, wie ich, seine Sichtweise bei einer Forumfrage posten können, ohne dann von einem Moderator in unflätiger Weise angegangen zu werden.

Ich habe mich an keiner Stelle unflätig geäußert.

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