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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  
Alt 04.02.13, 18:22
d_mittmann d_mittmann ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 01.09.2012
Beitr?ge: 33
Standard 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
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  #2  
Alt 04.02.13, 21:48
Jogi Jogi ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 02.05.2007
Beitr?ge: 1.880
Standard 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
__________________
Die Geschichte wiederholt sich, bis wir aus ihr gelernt haben.

Ge?ndert von Jogi (04.02.13 um 21:56 Uhr)
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  #3  
Alt 05.02.13, 09:26
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beitr?ge: 2.423
Standard 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.
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  #4  
Alt 05.02.13, 11:12
Benutzerbild von Bauhof
Bauhof Bauhof ist offline
Singularität
 
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Standard AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln

Zitat:
Zitat von d_mittmann Beitrag anzeigen
Man betrachte den theoretischen Extremfall, dass sich der Kreiselrand mit c bewegt...
Hallo d_mittmann,

auch im 'theoretischen Extremfall' ist die Geschwindigkeit stets kleiner als c für Objekte mit m>0.

M.f.G. Eugen Bauhof
__________________
Ach der Einstein, der schwänzte immer die Vorlesungen –
ihm hatte ich das gar nicht zugetraut!

Hermann Minkowski
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  #5  
Alt 05.02.13, 13:46
d_mittmann d_mittmann ist offline
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Registriert seit: 01.09.2012
Beitr?ge: 33
Standard 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
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  #6  
Alt 05.02.13, 16:24
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
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Standard AW: Lineare Beschleunigungen von Kreiseln

Zitat:
Zitat von d_mittmann Beitrag anzeigen
Ein Massebehaftetes Objekt, das sich nahe c bewegt, kann durch Kräfte gleichen Betrages "besser" abgebremst als weiter beschleunigt werden?
In dem Bezugssystem, in dem es sich mit v nahe c bewegt: Ja.

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.
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  #7  
Alt 05.02.13, 19:09
d_mittmann d_mittmann ist offline
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Registriert seit: 01.09.2012
Beitr?ge: 33
Standard 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:

Zitat:
Zitat von d_mittmann Beitrag anzeigen
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 D.
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  #8  
Alt 05.02.13, 19:41
Ich Ich ist offline
Moderator
 
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Standard 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.
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  #9  
Alt 05.02.13, 19:57
d_mittmann d_mittmann ist offline
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Beitr?ge: 33
Standard 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
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  #10  
Alt 06.02.13, 02:42
d_mittmann d_mittmann ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 01.09.2012
Beitr?ge: 33
Standard 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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