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Schulphysik und verwandte Themen Das ideale Forum für Einsteiger. Alles, was man in der Schule mal gelernt, aber nie verstanden hat oder was man nachfragen möchte, ist hier erwünscht. Antworten von "Physik-Cracks" sind natürlich hochwillkommen!

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  #1  
Alt 01.11.17, 13:19
ProfessorChaos ProfessorChaos ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 30.10.2017
Beiträge: 4
Standard Materie und Lichtgeschwindigkeit

Hallo zusammen

Ich habe eine Frage zu dem Verhalten von Materie, die wie an Teilchenbeschleunigern an die Grenze zur Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. Und zwar wundert es mich das Materie nicht Lichtgeschwindigkeit erreichen kann. Für mich wirkt auf das Teilchen eine konstante Kraft und müsste das Teilchen immer weiter beschleunigen bis es Lichtgeschwindigkeit erreicht. Es muss doch eine Gegenkraft entstehen die verhindert das Materie Lichtgeschwindigkeit erreicht. Egal wieviel Kraft man auf eine Masse zum beschleunigen gibt, es entsteht immer eine Gegenkraft die ein weiteres beschleunigen verhindert. Da entsteht doch so etwas wie eine Bremswirkung in der nähe der Lichtgeschwindigkeit oder? Oder verstehe ich da etwas falsch?
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  #2  
Alt 01.11.17, 17:40
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.354
Standard AW: Materie und Lichtgeschwindigkeit

Hier muss man die Sache mit den Bezugssystemen verstehen. Egal wie schnell die Teilchen sind, man kann sie nach Wechsel des Bezugssystems genausogut als ruhend ansehen. Das Licht hat in diesem System immer noch dieselbe Geschwindigkeit, man ist ihr also in diesem Sinne kein bisschen nähergekommen.
Es ist aber so, dass ein Geschwindigkeitszuwachs, den die Teilchen in in diesem Bezugssystem erfahren, im ursprünglichen System sehr viel kleiner ausfällt. Von daher können die Teilchen beliebig stark und lang beschleunigen, dem steht nichts entgegen. Aber im ursprünglichen System betrachtet nimmt ihre Geschwindigkeit trotzdem kaum noch zu.
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  #3  
Alt 01.11.17, 20:24
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.828
Standard AW: Materie und Lichtgeschwindigkeit

Bei Beschleunigungen kann man mit dem relativistischen Beschleunigungs-Zeit-Gesetz rechnen:

ax=alpha/(1+(alpha*t/c)^2)^3/2

Der unbeschleunigte Beobachter misst also für die Eigenbeschleunigung alpha im beschleunigten System lediglich die Beschleunigung ax.

Wenn man für alpha die moderate Eigenbeschleuigung 10 m/s^2 einsetzt, dann erhält man aus Sicht des unbeschleunigten Beobachters nach t=100 Jahren quasi eine Beschleunigung ax=0.

Nichtrelativistisch gerechnet bliebe ax aber immer bei 10 m/s^2 und damit wäre die Geschwindigkeit des beschleunigten Bezugssystems nach diesen 100 Jahren bereits bei 3,15 x 10^7 km/s, also mehr als die 100 fache Lichtgeschwindigkeit, was natürlich nicht möglich ist.
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  #4  
Alt 02.11.17, 10:26
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.130
Standard AW: Materie und Lichtgeschwindigkeit

Man sieht hier 12.3 wie sich relativistisch gerechnet die Beschleunigung trotz konstanter Eigenbeschleunigung asymptotisch dem Wert 0 nähert.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #5  
Alt 02.11.17, 12:46
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.828
Standard AW: Materie und Lichtgeschwindigkeit

Ja genau, Timm. Die gleiche Quelle hatte ich auch benutzt :-)
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