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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben. |
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#1
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Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Kennt jemand (Gedanken) Experimente zu linearen Beschleunigung von Kreiseln?
Mich würden Diskussionen der Unterschiede zwischen Beschleunigungen entlang und normal zur Kreiselachse interessieren. Als Einleitung, um zu verstehen, worauf ich in etwa hinaus möchte: Man betrachte den theoretischen Extremfall, dass sich der Kreiselrand mit c bewegt (Mittels Sagnac Effekt gemessen), dann sollte eine Beschleunigung normal zur Achse kaum möglich sein, da sich der Rand nicht noch schneller bewegen darf!? Müsste dadurch nicht eine Art Ausweich-Bewegung resultieren, die der Präzision ähnelt? - wobei der Randpunkt, der sich in Richtung der translatorischen Kraft bewegt als Drehpunkt fungieren sollte!? Grüße, Daniel Ge?ndert von d_mittmann (05.02.13 um 22:14 Uhr) Grund: keine Änderung sondern Ergänzung: Die Kraft soll radial im Schwerpunkt angreifen oder auch als Feld normal zur Drehachse |
#2
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Hallo Daniel.
Deine Überlegung ist im Prinzip richtig, wenn wir eine nicht perfekte Symmetrie voraussetzen Rotiert ein Objekt tangential mit c, und es kommt eine Beschleunigung in Richtung der Rotationsachse hinzu, dann muss irgendwas passieren. Die zu erwartende Präzessionsbewegung (Schreibweise;-)) hängt von der Dauer und Intensität der Impulse ab, die hier orthogonal gegeneinander wirken. Und natürlich davon, wie weit der Angriffspunkt des Linearimpulses vom Schnittpunkt der Rotationsachse in der Rot.-Ebene abweicht. Gruß Jogi
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Die Geschichte wiederholt sich, bis wir aus ihr gelernt haben. Ge?ndert von Jogi (04.02.13 um 21:56 Uhr) |
#3
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Das Problem tritt bereits dann auf, wenn sich der Kreisrand mit c bewegt. Das kann er nämlich nicht.
Wenn er sich mit irgendeiner Geschwindigkeit v<c bewegt, dann bleibt diese Geschwindigkeit auch bei beliebigen Beschleunigungen kleiner als c (relativistische Geschwindigkeitsaddition). Von daher kann man auch einen Kreisel ganz normal beschleunigen. Natürlich zählt die kinetische Energie der Drehbewegung mit zur Ruhemasse des Kreisels, man braucht also größere Kraft für die Beschleunigung. |
#4
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Zitat:
auch im 'theoretischen Extremfall' ist die Geschwindigkeit stets kleiner als c für Objekte mit m>0. M.f.G. Eugen Bauhof
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Ach der Einstein, der schwänzte immer die Vorlesungen – ihm hatte ich das gar nicht zugetraut! Hermann Minkowski |
#5
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Danke für eure schnelle Antworten, Bauhof, ich und Jogi
Präzession schreib ich andauernd unbewusst wieder falsch wie ein Neuling Mir ist bewusst, dass Massebehaftete Körper c nicht erreichen können - mir stellt sich jedoch gleichermaßen die Frage nach den langsameren Kreiseln, deswegen zunächst die Formulierung eines (un-) theoretischen Extremfalles. Formulieren wir die Frage etwas um: Ein Massebehaftetes Objekt, das sich nahe c bewegt, kann durch Kräfte gleichen Betrages "besser" abgebremst als weiter beschleunigt werden? ...und ich wollte nicht die Präzession beschreiben, d.h. kein Drehmoment auf die Achse ausüben, sondern radial im Schwerpunkt selbst diese Kraft ansetzen... Ge?ndert von d_mittmann (05.02.13 um 13:49 Uhr) Grund: Bauhof, ich und Jogi |
#6
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Zitat:
Im eigenen Ruhesystem natürlich nicht, da geht's in alle Richtungen gleich gut. Die erreichten Geschwindigkeitszuwächse ändern sich (wieder wegen der relativistischen Geschwindigkeitsaddition), wenn man in das andere System umrechnet. Dann ergibt sich wieder das von dir beschriebene Bild. |
#7
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Danke Ich, ich sehe Du begreifst worauf ich hinaus möchte und hilfst mir gleichermaßen das problem besser zu formulieren. Meine Ausführungen sind sicherlich noch nicht hinreichend genug.
Aber evtl kannst Du jetzt schon meine Frage beantworten: Grüße D. |
#8
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Hi Daniel,
ich habe mich falsch ausgedrückt in meinem letzten Beitrag und wollte das noch korrigieren, aber jetzt hast du schon geantwortet. Also: Die Kraft zum Beschleunigen ist nach vorne wie hinten gleich, aber größer als zur Seite. Die Kraft zur Seite wiederum ist größer als die Kraft, die man für die Ruhemasse braucht. Für die beiden Randbereiche des Rades gilt prinzipiell, dass derjenige, der die geringere Gesamtgeschwindigkeit hat, leichter zu beschleunigen wäre. Daraus folgen aber keine Präzessionseffekte. Man kann die Reaktion auf die Beschleunigung sehr gut im Ruhesystem des Kreisels ausrechnen, wo ja nichts dergleichen passiert. Nach Transformation ins bewegte System hat man dann einen seltsam aussehenden Kreisel und ünübersichtliche Kraft-/ Bewegugsgleichungen, aber nichts grundsätzlich anderes. |
#9
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
@ICH: Danke.
Ich habe mich schon an ein paar einfache Rechnungen gewagt, bei denen sich der Rand mit 0,9c bewegt - um theoretisch korrekt zu bleiben - und fasse das Ganze gerade allmählich in einem pdf Dokument zusammen. Ich bin mir meiner Ausführungen nicht ganz sicher, wenn Du mal drauf schauen möchtest... würde mich freuen. Evtl hast Du weitere Anregungen oder findest meinen Denkfehler. Schick mir eine pm mit Mail-Addresse, dann schicke ich Dir gerne die derzeitige Version. - Das gilt natürlich auch für jeden anderen interessierten! Gruß, D. PS: Es geht im Wesentlichen darum, dass ein Kreisel sich nicht mehr nur um sich selbst drehen kann, wenn eine Seite schneller ist als die andere (durch Kraft beschleunigt oder/und auch gebremst), dies ist nur möglich, wenn er eine weitere Bahn beschreibt... Ge?ndert von d_mittmann (05.02.13 um 22:30 Uhr) Grund: PS, da noch keiner geantwortet hat |
#10
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AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln
Ich will meine weiteren Gedanken dazu nicht verheimlichen:
Welcher Erd-Randpunkt bewegt sich schneller, der der Sonne zu- oder abgewandten Seite ? http://upload.wikimedia.org/wikipedi...rograde%29.svg Fazit #1: "Da sich die eine Seite der Erde schneller 'bewegt' als die andere" (nicht 'dreht' (!) - im Bezug auf die Erdachse), "muss sich die Erde auf einer gekrümmten Bahn befinden, und sich selber um die eigene Achse drehen...." - anders ist es meines Wissens nach nicht zu erklären. Fazit #2: "...,also muss ein Kreisel, dessen Rand sich auf der einen Seite schneller bewegt als auf der gegenüberliegenden einer gekrümmten Bahn folgen." Fazit #3: "Wird ein Kreisel radial durch ein Kraftfeld reziprokseitig gebremst und beschleunigt, muss er auf eine gekrümmte Bahn ausweichen, um seinen (Dreh-) Impuls möglichst zu bewahren" Ge?ndert von d_mittmann (06.02.13 um 03:37 Uhr) Grund: Fazit 2 und 3, der Satz nach dem letzten Komma ist evtl falsch. (Flettnerartig!?) |
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