Willkommen! Anmelden Ein neues Profil erzeugen

Erweiterte Suche

spez. Relativitätstheorie

geschrieben von richy 
In diesem Forum können zur Zeit keine Beiträge verfasst werden. Bitte versuche es später noch einmal.
richy
spez. Relativitätstheorie
27. February 2003 04:11
Hallo Gregor

Ok der Thread ist lang. Kast ja einiges ueberspringen, Hab mir halt Muehe
gegeben. Geht weniger um Einstein als um ganz klassische Physik.

Musste auch erst mal wieder nachschlagen und nachdenken. Dachte zum Beispiel Die Lorentz Transformation heisst so nur bei den Maxwellgleichungen (=Grundgleichungen "kleine Weltformel" der E-tec.
Eine super Seite (auch didaktisch) zur spez. RT finde ich ist:
http://www.ap.univie.ac.at/users/fe/SRT/

Moechte aber mal viel einfacher anfangen um vieleicht Dein Weltbild wieder etwas zusammenzukleben :-) Hoffe mit nicht zu vielen Formeln.
( ** bedeutet hoch, (oo)x bedeutet 2 te zeitliche Ableitung von x)
( Grosse Buchstaben sollen Vektoren sein X,V,A
( Anfangswerte sollen immer 0 sein)
Die Theorie verwendet ja verschiedene Beobachtersysteme. Leider wird der Beobachtersystemwechsel in der Schule so wischi waschi behandelt.
Da faengt schon die Verwirrung an. ( War bei mir so )
Hoffe mal ich beschreibs jetzt etwa richtig. ( sicherlich nicht exakt)

PRAKTISCH
Praktisch laeufts am einfachsten. Du begibst Dich einfach in das neue
Beobachtersystem. Meist wohl rein gedanklich.
MATHEMATISCH
musst Du 2 Aufgaben loesen.
1) Mittels Koordinatentrasformation dein aktuelles Koordiatensystem in
das neue Beobachter/Koordiatesystem transportieren.
2) Alle verwendeten physikalischen Groessen ueber diese Koordiatentransformation ebenfalls neu formulieren !

Klingt schrecklich, daher einfaches Beispiel:

L I N E A R E B E S C H L E U N I G U N G

Stell Dir Dich in der (y,x) Ebene vor. Betrachtest da einen Reisebus der in x Richtung mit dem Wert A beschleuigt wird. Einfache Sache die mit
"Die Beschleunigung des Busses ist a" (oo)x = a beschrieben wird.
Zweimal Integriert und Du erhaelts zb. x(t)=1/2 * a *t**2
Du koenntest jetzt die Kraft berechnen die den Bus beschleunigt.
Fbus =mbus a. Die wirkt aber nur am Bus nicht an Dir. Du stehst ganz
ruhig in Deinem Koordinatensystem daher gilt da Alle F=m (00)x = 0

Jetzt moechtest Du im Bus mitfahren. Springst praktisch einfach auf :-)
MATHEMATISCH
1) Dein Koordiatensystem mit transformieren. Das will auch Bus fahren.
xneu =xalt -1/2 a t**2 erledigt das. (hoffe mal das stimmt:-)
2) Die Newtongleichung lautet im Bus
Fneu= m (00)xneu
Kann ich berechnen indem ich xneu aus 1) zweimal zeitlich ableite.
das ist einfach und Du erhaeltst (oo)xneu =-a !
Im Bus wirkt also eine potentielle Kraft
************** Fneu= -m a ***********
Die Anfahrkraft, die Dich in den Sitz drueckt. Ich wegen PS Mangel leider nicht kenne.
*********************************************************
Du siehst: Schon in dem einfachen Beispiel fuehrt der Beobachtersystenwechsel dazu, dass "Du den Sachverhalt physikalisch
anders beschreiben musst." Aus einer Bewegung wurde eine Kraft !
Und keinesfalls kannst Du sagen "ha alle Beobachtersysteme sind gleichwertig. Iss ja eh alles relativ" Du koenntest jetzt die Fenster verhaengen und argumentiere, dass der Bus aus Holland ist und an der
Anhaengerkupplung einen mittelgrossen Planeten mitschleift. Du dich
also in Ruhe befindest und die Kraft eine Gravitatioskraft ist ... naja

K R E I S B E W E G U N G

Kreisbewegung war die Verwirrung bei mir in der Schule dann komplett.
Also diesmal ein Kettenkarusell, dass du als Aussestehender beobachtest.

Wie beschreibe ich das ? (vereinfacht)**** ruhig ueberspringen ******
Ortsvektor des Sitzes z.B
x=R sin b; y=R cos b. b ist ein Winkel, da dreht sich noch nix.
Mach ich den Winkel einfach zeitabhaengig. b=w*t. damit
x=R sin(w*t); y=R cos(w*t)
Das ist zwar keine beschleunigte Rotation, aber trotzdem wirkt eine
Kraft. Kraft ist zeitliche Impulsaenderung. o(mV) Der Betrag des Geschwidigkeitsvektors V bleibt hier zwar zeitlich kostant nicht aber die
Richtung. V=oX (gross X soll hier der Ortsvektor sein). Also einfach ableiten:
vx=R*w*cos(w*t); vy=- R*w*sin(w*t);
Fuer die Kraft nochmal ableiten.
ax=- R*w*w*sin(w*t); ay=- R*w*w*cos(w*t); oder vektoriell
A=-w*w*X;
F=mA= - w*w*X
Aha da wirkt eine Kraft die mit dem Ortsvektor rotiert aber mit negativem
Vorzeiche. Also in Richtung Drehachse zeigt. Das ist nicht die Zentrifugalkraft ! sodern das Ding heist Zentripedalkraft ! Und nur die
wirkt bei Deinem Beobachtersystem.

Alles einsteigen !!!
Bitte auch das Koordinatesystem
1)
xneu=xalt-Rsin(w*t);
yneu=yalt-Rcos(w*t);
... gleiches Spiel wie vorhin. Analog zur Anfahrkraft erhalte ich neben anderem Merkwuerdigen nun eine zusaetzliche Kraft F neu=m w*w*X
*******************************************************
Wenn ich also im Karusell MITFAHREwurde aus der Rotation eine Kraft.
Die ZENTRIFUGALKRAFT ! Also liebe Physiklehrer die Kraft gibt es
sehr wohl. Wirkt der Zentripedalkraft genau entgegen und das ist gut so,
damit ich schoen auf meinem Sitz bleiben. Die Zentripedalkraft erlebe ich quasi jetzt als Gegenkraft des Sitzes auf die ZENTRIFUGALKRAFT.

******************************************************
******************************************************
DIE FRAGE DREHT SICH DIE ERDE UM DIE SONNE ODER UMGEKEHRT IST
NUN VOELLIG HINFAELLIG.
Ist Dir nun ein echter Denkfehler unterlaufen. So was hat sich schnell.
Es ist eben nicht alles relativ vertauschbar ! Aber so hast Du wohl
vorschnell, dazu noch verbal !, aber mir schon verstaendlich gedacht.
Dann bricht Dein Weltbild natuerlich zusammen. Musste auch erst mal
ein bischen Nachdenken, den diesem verbalen vertauschen bin ich auch
schon aufgesessen :-)
Nimm mal das Kettenkarusell das solle Erde und Sonne sein. Dazu die
Drehachse mit ner gelbe Kugel verkleidet. Da kannst Du Dich hoechstens fragen: Drehe mich jetzt um die Kugel oder dreht sich die Kugel? oder ?
Warum die Sonne am Himmel da Ihre Kreise zieht liegt daran, weil die
Erde sich in 24 Stunden noch mal um Ihre eigene Achse dreht !!!
Zwei voellig andere paar Stiefel. Wirst Du jetzt einsehen. Das allerselbe
ist mir auch schon passiert :-)
DU KANNST DICH ALSO GANZ EINFACH ZUM MITTELPUNKT DES UNIVERSUMS ERKLAEREN IN DEM SICH ALLES UM DICH DREHT, INDEM
DU DICH WIE EIN DEPP IM KREIS DREHST.
Bis dir schlecht wird. So machen das ja auch diese Derwische.
Blos die an Deinem Koerper wirkende Kraft musst Du dann noch irgendwie
erklaeren koennnen, so wie beim Reisebus.
Echt gibt aber zu dem Thema soweit ich weiss wirklich ein echtes Paradoxon. Wen mann i eiem Wassereimer rumruehrt oder so.
Uffz schon wieder so lang.
Kann sein dass man mich jetzt kritisiert.
Ich hab wirklich blos versucht Gregor zu erklaeren wie ich mir das Thema erklaere. Hoffentlich kein Oberlehrerstil.

Einstein waere jetzt echt zu viel.

ciao
richy
richy
Re: spez. Relativitätstheorie
27. February 2003 06:46
Spendenaufruf !
Ist Euch sicherlich schon aufgefallen. Mein Compi braucht dringend ne neue Tastatur. Vor allem das n klemmt :-)