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Gewicht und Masse weit weg im Unendlichen
 
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Mojo



Anmeldungsdatum: 04.09.2019
Beiträge: 16

Beitrag Mojo Verfasst am: 22. Sep 2019 17:01    Titel: Gewicht und Masse weit weg im Unendlichen Antworten mit Zitat

Habe hier eine Frage die mich beschäftigt:

Ein Körper werde an einen Ort des Weltraums gebracht, an dem er weit weg von allen Galaxien und Sternen ist. Wie
verändern sich qualitativ (keine Rechnung) seine Masse und wie sein Gewicht im Vergleich zur Situation auf der Erde?

Also Das Gewicht existiert ja nur durch Anziehung, und da im Leeren der Körper keine Anziehung erfährt, wiegt er auch nichts?
Und seine Masse verändert sich ja auch nicht oder?

Vielen Dank schonmal!
Jacques



Anmeldungsdatum: 30.05.2019
Beiträge: 66

Beitrag Jacques Verfasst am: 22. Sep 2019 21:22    Titel: Das Machsche Prinzip ... Antworten mit Zitat

...liefert im Grunde die Ausformulierung Deiner Überlegungen, da es die "unendlich entfernten Massen" als maßgebliche Konstituenten des Raumes betrachtete.
Mojo hat Folgendes geschrieben:
...Ein Körper werde an einen Ort des Weltraums gebracht, an dem er weit weg von allen Galaxien und Sternen ist. Wie verändern sich qualitativ (keine Rechnung) seine Masse
Man kann sich kaum ein Experiment vorstellen, dessen Meßergebnis der trägen Masse anders ausfällt als im erdnahen Orbit.
Zitat:
... und wie sein Gewicht im Vergleich zur Situation auf der Erde?
Also Das Gewicht existiert ja nur durch Anziehung, und da im Leeren der Körper keine Anziehung erfährt, wiegt er auch nichts? ...
Da genügt das Einsetzen in die Gravitationsgleichung, um festzustellen, daß es sich aus der Anziehungskraft der Meßeinrichtung, die den Körper umgibt, und die demnach ebenfalls massebehaftet sein muß, ergibt. Da mögen durchaus einige nN zusammenkommen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Sep 2019 07:02    Titel: Antworten mit Zitat

Masse - genauer: träge und schwere Masse - sind intrinsische Eigenschaften eines Körpers, wie dieser auf äußere Einwirkungen reagiert. Seit Einstein verstehen wir den Grund für die Identität schwerer und träger Masse.

Die träge Masse m beschreibt die Eigenschaft eines Körpers, auf eine externe Kraft F zu reagieren, d.h. beschleunigt zu werden:



Die schwere Masse m beschreibt die Eigenschaft eines Körpers, dass ein Gravitationfeld g eine Gravitationskraft F_G auf den Körper bewirkt



was dann gemäß der o.g. Gleichung zu einer Beschleunigung führt




Weitab von anderen Massen herrscht kein Gravitationsfeld, d.h.





d.h. das Gewicht des Körpers ist Null.

Seine Trägheit bzgl. einer beliebigen anderen Kraft und die intrinsische Eigenschaft Masse ändert sich jedoch nicht.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Mojo



Anmeldungsdatum: 04.09.2019
Beiträge: 16

Beitrag Mojo Verfasst am: 23. Sep 2019 10:47    Titel: Antworten mit Zitat

Toll beschrieben!
Danke vielmals!
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Sep 2019 12:38    Titel: Antworten mit Zitat

Prost
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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.
Cosma



Anmeldungsdatum: 07.10.2019
Beiträge: 4

Beitrag Cosma Verfasst am: 07. Okt 2019 02:51    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Masse - genauer: träge und schwere Masse - sind intrinsische Eigenschaften eines Körpers, wie dieser auf äußere Einwirkungen reagiert. Seit Einstein verstehen wir den Grund für die Identität schwerer und träger Masse.

Die träge Masse m beschreibt die Eigenschaft eines Körpers, auf eine externe Kraft F zu reagieren, d.h. beschleunigt zu werden:



Die schwere Masse m beschreibt die Eigenschaft eines Körpers, dass ein Gravitationfeld g eine Gravitationskraft F_G auf den Körper bewirkt



was dann gemäß der o.g. Gleichung zu einer Beschleunigung führt



Hi Tom,
dazu hätte ich mal eine Verständnisfrage:

Warum treten bei der Beschleunigung der trägen Masse Trägheitskräfte auf und bei der schweren Masse im freien Fall nicht?

z.B. sei m eine Eisen-Kugel und M ein Magnet, der m mit g beschleunigt.

Was unterscheidet diese beiden Vorgänge prinzipiell? Der Masse m kann es doch „egal“ sein, wer sie beschleunigt, ob Magnet oder Erde?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 07. Okt 2019 07:39    Titel: Antworten mit Zitat

Cosma hat Folgendes geschrieben:
Warum treten bei der Beschleunigung der trägen Masse Trägheitskräfte auf und bei der schweren Masse im freien Fall nicht?

Ich würde die Frage anders formulieren: warum sind durch Gravitationsfelder beschleunigte Körper immer kräftefrei, durch andere Feldern beschleunigte Körper dagegen nicht?

Zum Beispiel ein Vergleich mit dem elektrischen Feld:





Folgt ein Körper der durch diese Kräfte verursachten Beschleunigung, so ist er nur im Gravitationsfeld kräftefrei. Der Satz zeigt schon, dass es mit der Gravitationskraft nicht so einfach zu sein scheint, denn man misst sie eben gerade dann nicht, wenn sie alleine wirkt, also wenn man nicht z.B. von der Erdoberfläche am freien Fall gehindert wird.

Die Antwort liefert uns erst Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie: dieser zufolge sind Körper, die sich entlang von Geodäten = kürzesten Verbindungslinien bzw. verallgemeinerten Geraden in der gekrümmten vierdimensionalen Raumzeit bewegen kräftefrei; die Gravitation ist demzufolge gerade keine Kraft im eigentlichen Sinne. Andere Kräfte wie z.B. solche elektromagnetischen Ursprungs führen zu Abweichungen der Bahnen von Geodäten; hier liegen dann auch real messbare Kräfte vor.

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Cosma



Anmeldungsdatum: 07.10.2019
Beiträge: 4

Beitrag Cosma Verfasst am: 07. Okt 2019 19:24    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Cosma hat Folgendes geschrieben:
Warum treten bei der Beschleunigung der trägen Masse Trägheitskräfte auf und bei der schweren Masse im freien Fall nicht?

Ich würde die Frage anders formulieren: warum sind durch Gravitationsfelder beschleunigte Körper immer kräftefrei, durch andere Feldern beschleunigte Körper dagegen nicht?

Zum Beispiel ein Vergleich mit dem elektrischen Feld:





Folgt ein Körper der durch diese Kräfte verursachten Beschleunigung, so ist er nur im Gravitationsfeld kräftefrei. Der Satz zeigt schon, dass es mit der Gravitationskraft nicht so einfach zu sein scheint, denn man misst sie eben gerade dann nicht, wenn sie alleine wirkt, also wenn man nicht z.B. von der Erdoberfläche am freien Fall gehindert wird.

Ich kämpfe mich hier gerade durch deine doppelte Negation; also man kann sie nicht während des freien Falls messen, sondern nur am Boden oder im G-Feld nicht frei fallend, richtig so?

Zitat:
die Gravitation ist demzufolge gerade keine Kraft im eigentlichen Sinne.

Ist die Geometrisierung der G. denn vollständig gelungen, oder gibt es noch "Spuren" einer Kraft oder Potentials zB. in den Christoffelsymbolen (wie ich gelesen habe)?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 07. Okt 2019 23:19    Titel: Antworten mit Zitat

Schauen wir uns eine gewöhnliche Kraft an: du misst sie über einen Kraftmesser, oder du spürst sie direkt.

Schauen wir uns die Gravitationskraft an: wenn sie alleine wirkt, misst du bzw. spürst du nichts, der Kraftmesser zeigt Null bzw. du befindest dich im kräftefreien Fall. Die geniale Idee Einsteins war, zu erkennen, dass wenn du keine Kraft spürst, dass dann schlichtweg keine Kraft da ist.

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Cosma



Anmeldungsdatum: 07.10.2019
Beiträge: 4

Beitrag Cosma Verfasst am: 08. Okt 2019 00:04    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Schauen wir uns eine gewöhnliche Kraft an:

Vergiss es!
Corbi



Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 98

Beitrag Corbi Verfasst am: 10. Okt 2019 11:40    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Schauen wir uns eine gewöhnliche Kraft an: du misst sie über einen Kraftmesser, oder du spürst sie direkt.

Schauen wir uns die Gravitationskraft an: wenn sie alleine wirkt, misst du bzw. spürst du nichts, der Kraftmesser zeigt Null bzw. du befindest dich im kräftefreien Fall. Die geniale Idee Einsteins war, zu erkennen, dass wenn du keine Kraft spürst, dass dann schlichtweg keine Kraft da ist.


Kannst du das vielleicht nochmal ausführen. Also warum kann ich die Gravitationskraft nicht messen, wenn sie alleine wirkt? Und warum kann ich die elektrische Kraft messen wenn sie alleine wirkt?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Okt 2019 13:24    Titel: Antworten mit Zitat

Was genau soll ich erklären?

Bsp.: im Parabelflug im Gravitationsfeld fallen die Passagiere frei, spüren selbst keine Kraft, und lesen auf mitgeführten Kraftmessern keine Kraft ab.

Ist dir das soweit klar?

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Corbi



Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 98

Beitrag Corbi Verfasst am: 10. Okt 2019 17:28    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Was genau soll ich erklären?

Bsp.: im Parabelflug im Gravitationsfeld fallen die Passagiere frei, spüren selbst keine Kraft, und lesen auf mitgeführten Kraftmessern keine Kraft ab.

Ist dir das soweit klar?


Jop das ist soweit klar. Dann stell ich mir jetzt einen Parabelflug geladener Objekte in einem elektrischen Feld vor.
Die Aussage " im Parabelflug im elektrischen Feld fallen die Passagiere frei, spüren selbst keine Kraft, und lesen auf mitgeführten Kraftmessern keine Kraft ab. " würde dann nur gelten wenn alle Objekte im Flugzeug (und das Flugzeug selbst) das selbe Verhältnis q/m hätten richtig?
Während bei der Gravitation die Zusammensetzung der Objekte irrelevant ist?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Okt 2019 19:30    Titel: Antworten mit Zitat

Corbi hat Folgendes geschrieben:
Dann stell ich mir jetzt einen Parabelflug geladener Objekte in einem elektrischen Feld vor.
Die Aussage " im Parabelflug im elektrischen Feld fallen die Passagiere frei, spüren selbst keine Kraft, und lesen auf mitgeführten Kraftmessern keine Kraft ab. " würde dann nur gelten ...

Betrachte das elektrische Feld alleine: wenn ein geladener Körper im elektrischen Feld beschleunigt wird, spürt er dies als Trägheitskraft.

Wenn ein massebehafteter Körper im Gravitationsfeld beschleunigt wird, spürt er keine Kraft.

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Corbi



Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 98

Beitrag Corbi Verfasst am: 10. Okt 2019 23:30    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Corbi hat Folgendes geschrieben:
Dann stell ich mir jetzt einen Parabelflug geladener Objekte in einem elektrischen Feld vor.
Die Aussage " im Parabelflug im elektrischen Feld fallen die Passagiere frei, spüren selbst keine Kraft, und lesen auf mitgeführten Kraftmessern keine Kraft ab. " würde dann nur gelten ...

Betrachte das elektrische Feld alleine: wenn ein geladener Körper im elektrischen Feld beschleunigt wird, spürt er dies als Trägheitskraft.

Wenn ein massebehafteter Körper im Gravitationsfeld beschleunigt wird, spürt er keine Kraft.


Das verstehe ich wiederum nicht. Was bedeutet es denn, dass ein Körper eine Kraft "spürt"?

Angenommen mein Körper wäre homogen geladen und würde in einem homogenen elektrischen Feld beschleunigt werden, dann würde ich mich doch auch wie im freien Fall eines Gravitationsfeldes fühlen. Oder etwa nicht?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 11. Okt 2019 17:03    Titel: Antworten mit Zitat

Stell dir vor, du befindest dich im Weltraum weit weg von einem Planeten, oder in einer fensterlosen Raumstation im Orbit um bzw. Absturz auf einen Planeten. Alle drei Situationen sind physikalisch vollständig äquivalent, in allen drei Fällen spürst du keinerlei Kraft.

Nun stell dir vor, du bist in dies Raumstation, und jemand oder etwas zieht vollständig gleichmäßig an deinem Raumanzug und beschleunigt dich somit. Das könnte durch Gummiseile hervorgerufen werden, durch eine gleichmäßige elektrische Aufladung des Raumanzuges und ein elektrisches Feld, oder durch beschleunigte Luft, die aus einem Leck ausströmt und durch mitreißt. In allen Fällen spürst du eine Kraft, nämlich die Beharrungs- oder Trägheitskraft, die der beschleunigenden Kraft entgegengesetzt wirkt.

Die Trägheitskraft spürst du im Fall des Gravitationsfeldes nicht.

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Corbi



Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 98

Beitrag Corbi Verfasst am: 11. Okt 2019 17:19    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Stell dir vor, du befindest dich im Weltraum weit weg von einem Planeten, oder in einer fensterlosen Raumstation im Orbit um bzw. Absturz auf einen Planeten. Alle drei Situationen sind physikalisch vollständig äquivalent, in allen drei Fällen spürst du keinerlei Kraft.

Nun stell dir vor, du bist in dies Raumstation, und jemand oder etwas zieht vollständig gleichmäßig an deinem Raumanzug und beschleunigt dich somit. Das könnte durch Gummiseile hervorgerufen werden, durch eine gleichmäßige elektrische Aufladung des Raumanzuges und ein elektrisches Feld, oder durch beschleunigte Luft, die aus einem Leck ausströmt und durch mitreißt. In allen Fällen spürst du eine Kraft, nämlich die Beharrungs- oder Trägheitskraft, die der beschleunigenden Kraft entgegengesetzt wirkt.

Die Trägheitskraft spürst du im Fall des Gravitationsfeldes nicht.


Ja das leuchtet mir ein. Aber zum Beispiel des geladenen Raumanzugs: Wenn mein Körper ebenso geladen wäre wie der Raumanzug würde er ja keine Trägheitskraft spüren weil er gleichmäßig mit dem Raumanzug mitbeschleunigt werden würde. Dasselbe wenn die Gummibänder an jedem einzelnen meiner Bestandteile direkt angreifen würden.
Corbi



Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 98

Beitrag Corbi Verfasst am: 11. Okt 2019 17:24    Titel: Antworten mit Zitat

Also mir ist der wesentliche Unterschied noch nicht 100% klar. Wenn im elektrischen Feld alle Bestandteile eines Systems die selbe Beschleunigung erfahren ist es doch äquivalent zum Gravitatiosnfeld, nämlich dass man keine Kraft messen kann?
Corbi



Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 98

Beitrag Corbi Verfasst am: 11. Okt 2019 17:33    Titel: Antworten mit Zitat

und noch ne Frage: wenn ich jetzt einen Stein fallen lasse oder werfe ist dann die Bahnkurve die ich dabei sehe die Raumkomponente seiner Raumzeitgeodäte?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 11. Okt 2019 22:37    Titel: Antworten mit Zitat

Corbi hat Folgendes geschrieben:
Aber zum Beispiel des geladenen Raumanzugs: Wenn mein Körper ebenso geladen wäre wie der Raumanzug würde er ja keine Trägheitskraft spüren weil er gleichmäßig mit dem Raumanzug mitbeschleunigt werden würde.

Doch, du würdest diese Kraft spüren.

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TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12058

Beitrag TomS Verfasst am: 11. Okt 2019 22:38    Titel: Antworten mit Zitat

Corbi hat Folgendes geschrieben:
wenn ich jetzt einen Stein fallen lasse oder werfe ist dann die Bahnkurve die ich dabei sehe die Raumkomponente seiner Raumzeitgeodäte?

Ja

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Corbi



Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 98

Beitrag Corbi Verfasst am: 11. Okt 2019 23:37    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Corbi hat Folgendes geschrieben:
Aber zum Beispiel des geladenen Raumanzugs: Wenn mein Körper ebenso geladen wäre wie der Raumanzug würde er ja keine Trägheitskraft spüren weil er gleichmäßig mit dem Raumanzug mitbeschleunigt werden würde.

Doch, du würdest diese Kraft spüren.


Ich behaupte ich würde sie nicht spüren. Die Trägheitskraft tritt ja dadurch in Erscheinung, dass ich an die Hinterwand des Raumanzugs gedrückt werden würde. Wenn ich aber auch geladen wäre und genau so beschleunigt wie der Raumanzug, würde ich nicht an dessen Hinterwand gedrückt werden und folglich auch keine Trägheitskraft spüren.
mrjaco



Anmeldungsdatum: 26.10.2019
Beiträge: 2

Beitrag mrjaco Verfasst am: 26. Okt 2019 08:25    Titel: Antworten mit Zitat

Great described!
Thanks.
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