Ist Bewegung relativ?

[Heli]

Hallo Geku!

Danke für den Link.
Habe wie immer Einiges gelernt! Dennoch, Gravitation als eine Scheinkraft zu sehen ist für mich nicht nachvollziehbar weil zu jeder Scheinkraft eine reelle Kraft gehört. Ohne die im Beitrag angesprochene Kraft die den Kurvenflug einer Rakete verursacht gibt es auch keine zu beobachtende Scheinkraft innerhalb der Rakete.

Ich denke das die Scheinkraft ein Begriff ist, der aufgrund der Bezugssysteme und somit als Folge des relativen Charakters der Bewegung, in die Physik gekommen ist.

Real drückt die Wand der Kurven fliegenden Rakete gegen die in der Rakete befindliche Masse.
Zudem wird die gleiche Beschleunigung von Rakete und Masse in der Rakete vorausgesetzt.
Da wird eine Übertragbarkeit zur Gravitation meiner Meinung nach fraglich.

Zudem ist für mich bis jetzt jede Begründung die eine Äquivalenz von beschleunigter Bewegung und Gravitation erklären soll nicht nachvollziehbar.
Weder der freie Fall im Fahrstuhlschacht (der muss ja irgendwann enden) noch die permanent beschleunigte Rakete (Treibstoff ist irgendwann alle) sind für mich akzeptable Beispiele für eine solche Behauptung. Ich muss immer nur warten, dann klärt sich alles von allein.

Aber sehr interessanter Vortrag! Vor allem die Erklärung von Gravitation anhand des Zeitverlauf.
Ich komme ganz sicher viel, viel später noch einmal darauf zurück.

Mit freundlichen Grüßen! Heli

[Heli]

Hallo Pauli!

Es ist wie Du schreibst.
In einem unendlichen Raum ohne absoluten Mittelpunkt, in dem Bewegung relativ ist und ich denke dass wir davon ausgehen, ist der Bowlingball länger unterwegs.
Einen freien Fall voraussetzend würden so beide Massen unterschiedlich schnell zum Beobachter auf der Erde fliegen, oder?

Mit freundlichen Grüßen! Heli

[Geku]

Zitat von Heli

Dennoch, Gravitation als eine Scheinkraft zu sehen ist für mich nicht nachvollziehbar weil zu jeder Scheinkraft eine reelle Kraft gehört. Ohne die im Beitrag angesprochene Kraft die den Kurvenflug einer Rakete verursacht gibt es auch keine zu beobachtende Scheinkraft innerhalb der Rakete.

Ich denke das die Scheinkraft ein Begriff ist, der aufgrund der Bezugssysteme und somit als Folge des relativen Charakters der Bewegung, in die Physik gekommen ist.

Real drückt die Wand der Kurven fliegenden Rakete gegen die in der Rakete befindliche Masse.
Zudem wird die gleiche Beschleunigung von Rakete und Masse in der Rakete vorausgesetzt.
Da wird eine Übertragbarkeit zur Gravitation meiner Meinung nach fraglich.

Zudem ist für mich bis jetzt jede Begründung die eine Äquivalenz von beschleunigter Bewegung und Gravitation erklären soll nicht nachvollziehbar.
Weder der freie Fall im Fahrstuhlschacht (der muss ja irgendwann enden) noch die permanent beschleunigte Rakete (Treibstoff ist irgendwann alle) sind für mich akzeptable Beispiele für eine solche Behauptung

Gut geschrieben, sehe ich auch so.

Bei der Beschleunigung sind die Kräfte parallel, was bei der Gravitation nicht der Fall ist. Auf der anderen Seite würde die Scheinkraft ein Hinweis sein, warum diese nicht mit den anderen drei Kräften (elektromagnetische, schwache und starke Kraft) vereinigen lässt.

[Heli]

Hallo und einen schönen Tag!

Bevor die alternativen Möglichkeiten, die sich aus veränderte Vorgaben der voran kritisierten Voraussetzungen ergeben, vorgestellt und zueinander abgestimmt werden können möchte ich zu der letzten kritischen Betrachtung einer vorausgesetzten Kenntnis kommen.

Schon in der Schule haben wir von der potentiellen Energie gehört.
Vom Energieerhaltungssatz ausgehend ergibt sich für mich damit folgendes Problem.
Zwei vollständig identische Steine (idealisiert) liegen am Fuß eines Turms. Einen Stein trage ich, den Turmtreppen folgend, auf die oberste Plattform und lege diesen auf den Rand des Turmes.
Besitzt der Stein auf dem Turmrand nun, wie in der Schule gelernt, die potentielle Energie die er durch meine Arbeit erfahren hat? Müsste er sich dann nicht auf irgend eine Weise von dem Stein unterscheiden der am Fuß des Turmes verblieben ist? Wo ist die potentielle Energie?
Die Wirkung der Gravitation am oberen Rand des Turmes ist kleiner als am Fuß des Turmes und kann somit den Verbleib dieser Energie nicht erklären. Der Raum kann, mit den anerkannten Theorien, auch nicht als Träger dieser Energie angesehen werden. Auch die Zukunft kommt als Träger dieser Energieform nicht in Frage weil die Energie dann gegenwärtig verschwinden und in der Zukunft neu entstehen müsste. Wo ist diese Energie zu finden und gibt es einen messbaren Nachweis?


Mit freundlichen Grüßen an alle! Heli

[Geku]

Zitat von Heli

Besitzt der Stein auf dem Turmrand nun, wie in der Schule gelernt, die potentielle Energie die er durch meine Arbeit erfahren hat?

Ja!

Zitat von Heli

Müsste er sich dann nicht auf irgend eine Weise von dem Stein unterscheiden der am Fuß des Turmes verblieben ist? Wo ist die potentielle Energie? Wo ist diese Energie zu finden und gibt es einen messbaren Nachweis?

Die Masse und damit das Gewicht müsste sich gemäß der Formel m = E/c^2 erhöhen. Ob der Nachweis durch Messung jemals erbracht werden kann ist fraglich, da c^2 sehr sehr groß ist.

Sichtbar wird die Energie nur, wenn sie in eine andere Form umgewandelt wird. Z.B. wenn der Stein herunter fällt und Wärme, Schall und Verformung entsteht.

Mit der chemisch gespeicherten Energie tut man sich leichter. Die chemischen Veränderungen sind messbar und sichtbar. Z.B. die Erzeugung von Knallgas aus Wasser.

[Heli]

Hallo Geku!

Danke für Deine schnelle Antwort.

Zitat von Geku

Die Masse und damit das Gewicht müsste sich gemäß der Formel m = E/c^2 erhöhen. Ob der Nachweis durch Messung erbracht werden kann ist fraglich, da c^2 sehr sehr groß ist.

Die Gravitation die auf den am Turmrand oben liegenden Stein wirkt müsste doch auf Grund des größeren Abstands kleiner sein und damit sollte doch auch das Gewicht des Steins kleiner sein.
Es müsste ein Energiezuwachs der eine Vergrößerung der Masse begründet in einer uns bekannten Energieform erfolgen. In welche, dem Stein auf dem Turmrand oben innewohnende, Energieform wird meine „treppauf tragende“ Energie gewandelt?

Mit freundlichen Grüßen! Heli

[Geku]

Der Link beschreibt recht gut was potentielle Engerie ist:

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Potentielle_Energie

Potentielle Energie = Masse x Erdbeschleunigung x Höhe gilt natürlich nur wenn die Erdbeschleunigung innherhalb des Höhenuntetschiedes konstant ist. Sonst müsste man den Weg in kleine Stücke teilen und die Energie für diese Abschnitte berechnen und aufsummieren. Stichwort Integral über den Weg, Potentielle Energie = ∫ F(h) dh

Mit zunehmendet Entfernung nimmt die Gravitation und damit der Energiezuwachs ab.

Masse x Erdbeschleunigung stellt eine Kraft dar, die Gewicht genannt wird.

Wichtig ist den Unterschied zwischen Masse (Kg) und Gewicht (Kp) verstanden zu haben.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kilopond

Das Kilopond Kp (Gewichtskraft) wurde durch das Newton N 1948 abgelöst: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Newton_(Einheit)

[Heli]

Hallo Geku!

Danke für den Link der die Lehrmeinung recht gut beschreibt.

(Wikipedia): Die potenzielle Energie (auch potentielle Energie oder Lageenergie genannt) beschreibt die Energie eines Körpers in einem physikalischen System, die durch seine Lage in einem Kraftfeld oder durch seine aktuelle (mechanische) Konfiguration bestimmt wird.

Wenn die Lage in einem Kraftfeld (steht hier vermutlich für die Gravitationskraft) die potentielle Energie beschreibt dann müsste sie mit der Höhe des Steins kleiner werden weil die auf den Stein wirkende Gewichtskraft mit zunehmender Höhe abnimmt.
Die Höhe ist eine Raumangabe und kann weder meine aufgewendete Energie noch die eines Steins tragen.
Die Masse bleibt gleich.
Energie kann nicht vergehen, nur umgewandelt werden.

In welche Energieform wurde meine „hochtragende“ Energie verwandelt?

Mit freundlichen Grüßen! Heli

[Geku]

Zitat von Heli

In welche Energieform wurde meine „hochtragende“ Energie verwandelt?

In potentielle Energie.

Passiert bei einem Pendel zyklisch:

In der Ruheposition liegt die gesamte Energie der Schwingung als kinetische Energie vor, am Scheitelpunkt als potentielle Energie

Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Pendel#Grundlagen

[TomS]

Zitat von Heli

Wenn die Lage in einem Kraftfeld (steht hier vermutlich für die Gravitationskraft) die potentielle Energie beschreibt dann müsste sie mit der Höhe des Steins kleiner werden weil die auf den Stein wirkende Gewichtskraft mit zunehmender Höhe abnimmt.

Das ist ein Missverständnis.

Die potentielle Energie entspricht nicht der Kraft sondern dem Integral über die Kraft entlang des Weges.

Wenn du einen Stein im homogenen Gravitationsfeld der Stärke g und demnach gegen die Kraft F = mg um eine vertikale Strecke h hochhebst, dann resultiert daraus eine potentielle Energie E = mgh.

Wenn du berücksichtigen willst, dass die Gravitationsfeldstärke g(h) und Kraft F(h) im inhomogenen Gravitationsfeld mit der Höhe h abnehmen, dann musst du das Integral E = ∫dh F(h) berechnen. Die Kraft nimmt mit der Höhe ab:

F(h) = G mM / (R + h)²

M und R stehen für Erdmasse und Radius.

D.h. für jedes kleine Stückchen dh nimmt die aufzuwendende Kraft F(h) mit zunehmender Höhe h ab, die potentielle Energie um dE = dh F(h) zu.

Die potentielle Energie für das Anheben vom Erdradius R um die gesamte Höhe h lautet dann

E(h) = G mM / (R + h) - G mM / R

Das ist für sehr kleine Höhe h ≪ R in sehr guter Näherung wieder E = mgh mit der Feldstärke

g = g(R) = G M / R²

am Erdradius.