Hat Energie Gewicht?
Wenn man eine Feder spannt, wird sie schwerer, wenn auch unmessbar gering, aber doch.
Wie ist es bei einer Batterie? Ist eine aufgeladene Batterie schwerer als eine entladene? Wenn ja, warum? |
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Ein weiteres Beispiel wäre ein innen perfekt verspiegelter Kasten, in den einzelne Photonen eingesperrt werden. |
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Ich denke schon. Aus demselben Grund wie bei der gespannten Feder erhöht die zugeführte Energie gemäß E=mc² das Gewicht. Ein anderes Beispiel ist die Gewichtszunahme eines Körpers durch Erwärmen.
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Je mehr eine Batterie aufgeladen wird, desto mehr bewegen sich Elektronen, weil sie in höheren Schalen mehr Strecke zurück legen müssen. Es erhöht sich die Strecke der Elektronen und dadurch in Summe gesehen die inneren Bewegungen in der Batterie. Kann man das so sehen oder ist das falsch?
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Zuerst die gute Nachricht: Man kann einen Akku stark vereinfacht durch ein Atommodell veranschaulichen. Wird ein Elektron in eine höhere Schale gehoben nimmt es Energie auf. Fällt das Elektron zurück in das Ausgangsorbital gibt es diese Energie wieder ab. Nun zu den fehlenden Details: Neben der kinetischen Energie gibt es auch die potentielle Energie und die ist in diesem Fall (für das Elektron) doppelt so groß, wie die kinetische Energie. Im angeregten Zustand hat das Elektron also eine geringere kinetische Energie, aber zugleich auch eine doppelt so groß höhere potentielle Energie. Die potentielle Energie ist nun eine Bindungsenergie und liegt damit als winziger Massenunterschied vor, womit wir wieder bei der Ausgangsfrage angelangt sind. |
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E_kin = 0.5 * m * v² = 0.5 * k * e² / r = -0.5 * E_pot Die kinetische Energie hat das positive Vorzeichen und die potentielle das negative Vorzeichen. Das höhere Orbital hat damit dann folgerichtig die höhere Energie. Zitat:
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Perfekte Isolation vorausgesetzt kann man das ja sehr einfach berechnen.
Führt man einen Körper der Masse m die Energie ΔE zu, so ändert sich seine Masse um Δm = ΔE / c². Die Zuführung der Energie ΔE entspricht einer Temperaturerhöhung ΔT = ΔE / κm (κ ist die spezifische Wärmekapazität, normalerweise auf mit c bezeichnet). Eingesetzt: Δm = ΔE / c² = ΔT κm/c² Der relative Massenzuwachs ist dann Δm / m = ΔT κ/c² Das kann man jetzt mal für einen konkreten Stoff berechnen. |
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Die Frage ist auch, was so eine Messung bringen würde. Es wäre nur eine direkt vorhersehbare Bestätigung von E=mc². |
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Deswegen habe ich die Formel hingeschrieben und bemerkt, man könne das berechnen. |
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--- siehe z.B. https://de.wikipedia.org/wiki/Kernsp...giefreisetzung |
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Ja, Marc hätte diese Frage wohl kaum gestellt; sie kam von einem User namens badhofer.
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Hallo,
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J = kg·m2·s−2 Die Masse fliesst allenfalls allgemein in die Berechnung von Energie mit ein. Zitat:
Viele Grüße Chris |
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Bernhard, ich glaube es handelt sich hier schlicht um mangendes Physikverständnis. Kritiker wissen genauer, was sie leugnen.
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Mal eine andere Frage: ihr lasst eine Aussage wie "Hat Energie Gewicht?" tatsächlich jahrelang im Raum stehen? ;)
---- Naja, und zur Feder: gibt es irgendeinen Link bzw. eine Information, dass eine solche Feder wirklich schwerer wird...? Ich habe nämlich nichts darüber gefunden... Viele Grüße Chris |
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Es gab eine Frage, und diese hatte ich beantwortet. |
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Energie hat kein Gewicht. Das wäre - für sich betrachtet - eine unsinnige Behauptung. ;) |
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Und noch etwas:
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Die Energie einer gespannten Feder wird als Spannungsenergie innerhalb der Atom- bzw. Molekülstruktur der Feder gespeichert. Weder haben wir hier irgendwo relativistische Geschwindigkeiten, noch, und was viel wichtiger ist, haben wir hier atomphysikalische Vorgänge (wie etwa Kernfusion oder Kernspaltung) vorliegen, die eine Speicherung oder Freisetzung von Energie im einstein'schen Sinne implizieren können. Die inhärente atomare Struktur einer Feder wird nicht dadurch verändert, dass man sie dehnt; also bleibt Einstein hier in der Schublade, und wir erklären uns die gespeicherte Energie im newton'schen Sinne. Ergo: Massezunahme ist nicht. Viele Grüße Chris |
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Unter der Annahme, dass bei einer gedehnten Feder deren Atome/Moleküle sich ebenfalls ein (winzig) kleines Stückchen voneinander entfernen (wobei ich nicht wirklich weiss, ob das zutrifft), dann könnte eine gedehnte Feder tatsächlich eine um einen wirklich winzigen Betrag gesteigerte Masse haben als eine Ungedehnte; man sollte sich aber immer vor Augen halten, wie (vernachlässigbar) winzig dieser Betrag in der Praxis ausfällt. Es dürfte sich dabei um eine handvoll Größenordnungen handeln. Allerdings lege ich für diese mögliche Erklärung, wie gesagt, nicht meine Hand ins Feuer. Viele Grüße Chris |
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Am einfachsten macht man sich die Sache mit einer "Photonen-Box" klar. So eine Box gefüllt mit nur einem Photon ist leichter zu beschleunigen, als eine mit zwei Photonen drin. |
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Spannung ist eine Komponente des Energie-Impuls-Tensors. Was folgt daraus?
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Es kann mMn auch nicht sein, dass der Stab in einem IS zerquetscht wird oder zerbricht und in einem anderen nicht. Das wäre unlogisch und würde auch dem Relativitätsprinzip widersprechen. |
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Die Spannung der Feder ist "shear stress" Tik (vermutlich auch im PF zu finden) und damit eine Quelle der Gravitation. Aber mich würden abweichende Meinungen interessieren. |
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Ich denke, die an der Feder geleistete Arbeit ist als elastische potentielle Energie "gespeichert". Damit erhöht sich ihre Innere Energie und damit die Masse. Vermutlich ist diese Erklärung äquivalent zu der mit dem Energie-Impuls-Tensor. - Wie sehen das andere hier? |
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Ich glaube, Bernhard meint diesen Thread.
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Ich wollte hier noch schnell einwerfen, dass ich meine Beiträge hier im Faden gern annullieren möchte.
Natürlich hat eine gespannte Feder eine höhere Masse (und demzufolge auch Gewicht), als eine entspannte. Das folgt, wie schon gesagt wurde, aus dem Masse-Energie-Äquivalent, das ich leider noch nicht vollständig verstanden hatte. Die an die Feder übergegangene Energie führt zu einer entsprechenden Massezunahme der Feder gemäß E = mc^2. Analoges gilt beim Akku (und auch bei jeder anderen Art von Energieübergang von einem Körper in einen anderen). Wünsche noch weiterhin eine angeregte Diskussion. ;) |
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Die Gewichtskraft - auch Gewicht - ist die durch die Wirkung eines Gravitationsfeldes verursachte Kraft auf einen Körper (zitiert nach Wikipedia). Im Rahmen der SRT kannst du kein Gravitationsfeld diskutieren, daher existiert im Rahmen der SRT auch kein Begriff „Gewicht“. Im Rahmen der Newtonschen Mechanik existiert ein Gravitationsfeld und der Begriff Gewicht, allerdings kannst du hier die Massenzunahme gemäß E = mc² nicht diskutieren. Und im Rahmen der ART verliert der Begriff der Gravitationskraft seine Bedeutung. Streng genommen ist der Satz “Natürlich hat eine gespannte Feder eine höhere Masse (und demzufolge auch Gewicht) als eine entspannte“ also in jedem dieser Kontexte sinnlos. |
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In der physikalisch erlebbaren Welt auf der Erde messe ich jedoch das höhere Gewicht. (nicht wahr?) |
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Jenseits der Formeln und Begriffe, die ich als absoluter Laie leider nicht betrachten kann, nur für mein intuitives Verständnis: kommt grundsätzlich eine Massenzunahme daher, dass sich die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der beteiligten Teilchen (welche Energie aufgenommen haben) "erweitert", das heißt dass sie zu einem beliebigen Zeitpunkt einen größeren Raum einnehmen und die Teilchen dadurch mit einem räumlich größeren Teil des Higgs-Feldes interagieren?
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OK. Wie gesagt, ich bin ja Laie, sorry.
Ich dachte Masse kann nur entstehen durch Interaktion mit dem Higgs-Feld. Daher dachte ich eine Änderung von Masse kann nur durch eine Änderung der Interaktion mit dem Higgs-Feld entstehen. Daher komme ich zu dem Schluss, dass die Aussage "die Änderung einer Masse hat nichts mit dem Higgs Feld zu tun" nicht stimmen kann. Kannst Du mir noch kurz sagen, ab wann meine Denkkette falsch ist. DANKE! |
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Betrachten wir dazu eine innen verspiegelte Kiste aus masselosem Material. In der Kiste befinden sich Photonen mit Ruhemasse Null. Von außen betrachtet entspricht die Energie der Kiste der Summe der kinetischen Energien der einzelnen Funktionen. Gemäß E = Mc^2 hat die Kiste eine von Null verschiedene Masse, die ausschließlich aus der kinetischen Energie der Photonen stammt aus. Diese Masse resultiert offensichtlich nicht aus der Wechselwirkung mit dem Higgsfeld.
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Ja, echt nervig dieses Durcheinander.
Weiss jemand wer die Leute in diesem Video sind? (Paul Dirac auf dem sw-Foto ist klar): https://www.youtube.com/watch?v=mkiCPMjpysc (Über den bekloppten Titel des Videos muss man nicht streiten) |
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Von innen betrachtet ist die ansonsten masselose Kiste mit einer Suppe von Photonen mit Energiedichte ρ gefüllt. Die Energie der gesamten Kiste mit Volumen V ist E = Vρ Von außen betrachtet hat die Kiste dann eine Ruhemasse M = E / c² = Vρ / c². Der mittlere Impuls der Photonen kann dabei Null sein. |
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