Äquivalenzprinzip

AD · Anmeldungsdatum: 25.11.2006 Beiträge: 33

hallo miteinander!

ich hab mir gestern etwas den kopf zermartert über folgende aufgabe aus einer probeklausur:

ein mit luft gefüllter container befindet sich in der schwerelosigkeit. im container befindet sich ein mit helium gefüllter ballon. der container wird in positiver x-richtung beschleunigt. wohin bewegt sich der ballon im container? begründen sie die antwort mit ein-zwei sätzen.

nach einigem hin und her kam ich auf folgende (wenig intuitive) lösung:
luft und ballon verhalten sich zumindest lokal wie in einem gravitationsfeld. deshalb erfährt der ballon so etwas wie einen "auftrieb" und bewegt sich in positiver x-richtung, bis er von der wand gestoppt wird.

könnte mir bitte jemand sagen, ob meine überlegungen richtig oder kompletter unfug sind.

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

"Lokale Gravitation", höchst interessant. Nein, sowas gibt es nicht. Und wenn der Ballon noch so viel Luft verdrängt, es wirkt in y-Richtung keine Kraft auf in. Das Prinzip des Auftriebs beruht darauf, dass "unter" einem Körper ein höherer Druck ist als "über" ihm. Das gilt aber nicht in der Schwerelosigkeit, da es in dem Container im Idealfall keine Druckdifferenz wegen der nicht vorhanden Schwerkraft auf die Luftteilchen geben kann. Und damit auch kein "drunter" (höherer Druck) usw..

Da nun die Luft im dem Container mitbewegt wird, schubst sie den Ballon an. Während der Beschleunigungsphase wird der Ballon dieser Bewegung etwas hinterherhängen, anhängig davon, wie stark die Beschleunigung ist. Nach hinreichend großer Zeit bewegt sich der Ballon mit der Geschwindigkeit des Containers in pos. x-Richtung.

AD · Anmeldungsdatum: 25.11.2006 Beiträge: 33

ich glaube du hast mich missverstanden:

es geht um das äquivalenzprinzip:
es ist lokal nicht möglich zu unterscheiden, ob man sich in einem gleichförmig beschleunigten system oder in einem gravitationsfeld befindet.

es war also nicht von "lokaler gravitation" die rede

meine überlegungen waren: wenn der container nun also beschleunigt wird, dann verhalten sich luft und ballon wie in einem gravitationsfeld. es entsteht also ein luftdruck, so wie eben in einem gravitationsfeld auch. ergo müsste es für den ballon so etwas geben wie auftrieb. dabei meinte ich keineswegs einen auftrieb in y-richtung, sondern in positiver x-richtung.

sind diese überlegungen so richtig? wenn nein, wo liegt mein denkfehler?

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Ich · Anmeldungsdatum: 11.05.2006 Beiträge: 913 Wohnort: Mintraching