Ist Bewegung relativ?

[Heli]

Hallo Geku, hallo TomS!

Es ist mir doch klar - dass die lebensgroße Büste I.Newtons (fiktiv), die ich auf mein zu kleines Regal hoch gehoben habe, jetzt mit dieser „potentiellen Energie“ lauert um „diese Energie“ irgendwann schlaghaft auf meine Füße zu entladen.
Dennoch wollte ich darauf aufmerksam machen, dass diese Energie auf meinem Regal gegenwärtig nicht zu finden ist.

Ich hätte Wetten sollen das Du, Geku mit: „In potentielle Energie“ antworten wirst. Dass zeigt, dass ich die Frage noch nicht richtig formuliert habe.

Es ist nicht das erste Mal, dass ich diese Frage gestellt habe und TomS Erklärung ist die bisher beste Herleitung.

Also Danke für Eure Mühe!

Aber die Frage: „Wo ist die Energie“ ist bisher für mich noch nicht klar beantwortet.

Die kinetische Energie hängt von der Masse und der Geschwindigkeit des bewegten Körpers ab.
Thermische Energie bezieht sich auf die ungeordnete Bewegung der Teilchen (einschließlich der Photonen) in makroskopischer Materie oder in anderen Vielteilchensystemen.(Wikipedia)

Ich denke, die gespeicherte Energieform ist mit Ausnahme der potentiellen Energie am Objekt messbar.

In Anbetracht des Energieerhaltungssatzes gehört deshalb die potentielle Energie, meiner Meinung nach nicht zu den anderen Energieformen.

Mit freundlichen Grüßen! Heli

[Heli]

Hallo und einen schönen Tag!

Nach dem einige Grundlagen der Physik im Thema vorhergehend hinterfragt wurden, möchte ich nun die Konsequenzen vorstellen die veränderten Vorgaben nach sich ziehen.

Wie schon am Beginn des Themas erwähnt beginnt in der Physik alles mit der Bewegung.
Um zu verstehen was Bewegung sein könnte brauchen wir eine klare Vorstellung von Raum.
Vorausgesetzt der Raum wäre keine unendliche Entität. Angenommen der Raum wäre, wie G. W. Leibniz meinte, die Ordnungsbeziehungen zwischen Entitäten. Also kein „Etwas“ das einen Anfang oder ein Ende hat und auch kein Inhalt der verbogen, gekrümmt oder beschwingt werden kann. Nur eine Abstandsangabe in 3D zwischen Energievorkommen und deren Zeitfelder!

(Zum Zeitfeld bald mehr)

Wenn wir Bewegung als eine Energieform verstehen dann müsste diese, in der beschriebenen Vorstellung von Raum, zwangsweise mit der bewegten Entität verbunden sein.

Also keine relative Bewegung!

Wir messen die Bewegung mit Weg durch Zeit. Wenn der Weg, also die zurückgelegte Strecke im Raum (nur von Bedeutung bei Beziehung zu einer anderen Entität) nicht als Träger der Bewegungsenergie betrachtet werden kann dann würde nur die Zeit als Träger für eine solche Energieform in Frage kommen.

Damit wird eine klare neue Definition der Zeit gebraucht!

Auffallend ist, dass zu beobachtende Ereignisse (also Veränderungen durch Energie) in Abhängigkeit zur der dafür benötigten Zeit stehen. Die plötzliche Entleerung eines Druckbehälters hat eine vollständig andere Wirkung als eine langsame Entleerung dieses Behälters.

Die Zeit in der Nähe großer Energieansammlung (Massen) vergeht langsamer.
Also verändert Energie den Zeitverlauf.
Könnte dann die Energieform einer absoluten Bewegung den Zeitverlauf auch verändern?

Wenn sich der Zeitverlauf in Abhängigkeit zur Energie verändert und dass auch umgekehrt gelten würde dann könnte man die Zeit als eine Energieform sehen!

Wie man mit Hilfe der „Energieform Zeit“ nicht nur die Bewegung in einem Leibniz‘schen Raum als absolut verstehen kann sondern damit auch alle vier Wechselwirkungen erklären kann, wird demnächst folgen.

Mit freundlichen Grüßen. Heli

[TomS]

Zitat von Heli

Aber die Frage: „Wo ist die Energie“ ist bisher für mich noch nicht klar beantwortet.

Die potentielle Energie steckt in der Position des Objektes bezüglich eines eines frei wählbaren Nullpunktes, sie steckt nicht im Objekt selbst.

Zitat von Heli

Die kinetische Energie hängt von der … Geschwindigkeit des bewegten Körpers ab.

Die kinetische Energie steckt in der Geschwindigkeit des Objektes bezüglich eines eines frei wählbaren Ruhesystems, sie steckt nicht im Objekt selbst. Ob eine Rakete beschleunigt oder du selbst bzgl. der Rakete ist egal; die kinetische Energie der Rakete ist - bei identischer Relativgeschwindigkeit - die selbe.

Zitat von Heli

Thermische Energie bezieht sich auf die ungeordnete Bewegung der Teilchen in makroskopischer Materie oder in anderen Vielteilchensystemen.

Thermische bzw. allgemein innere Energie ist tatsächlich verbunden mit der Änderung des Zustandes des Körpers selbst - im Gegensatz zur potentiellen oder kinetischen Energie.

Zitat von Heli

In Anbetracht des Energieerhaltungssatzes gehört deshalb die potentielle Energie, meiner Meinung nach nicht zu den anderen Energieformen.

Doch.

Weil man sowohl mathematisch beweisen als auch experimentell überprüfen kann, dass die Gesamtenergie einschließlich und nur einschließlich der potentiellen Energie eine Erhaltungsgröße ist.

Der Ausgangspunkt ist eine etwas unanschauliche Größe, die sogenannte Wirkung S, die als Integral nach der Zeit über die Lagrangefunktion L definiert ist. Aus diesem L folgen die Bewegungsgleichungen, und bei Vorliegen einer bestimmten Symmetrie nach dem sogenannten Noether-Theorem für die erlaubten Bewegungen eine Erhaltungsgröße, die Gesamtenergie E. Das gilt für alle bekannten Theorien - Newtonsche Mechanik, Maxwellsche Theorie des elektromagnetischen Feldes, Quantenmechanik, Quantenfeldtheorie, spezielle und allgemeine Relativitätstheorie.

Speziell für ein Teilchen der Masse m in einem Gravitationspotential Φ lautet die kinetische und potentielle Energie

T = ½ mv²

V = mΦ

Die Lagrangfunktion lautet

L = T - V

und die erhaltene Energie

E = T + V

unter der Voraussetzung, dass die Bewegung der Newtonschen Bewegungsgleichung

F = ma

mit

F = dΦ / dx

gehorcht.

[Geku]

Zitat von TomS

Die potentielle Energie steckt in der Position des Objektes bezüglich eines eines frei wählbaren Nullpunktes, sie steckt nicht im Objekt selbst

Wenn man nach der Formel geht (E = m * h * g) steckt meiner Meinung nach sowohl in der Masse als auch im Ort. Gleiches gilt für die kinetische Energie (E = m * v^2 / 2) mit Masse und Ortsveränderung.

Die Übertragung der Energie von Masse auf Masse sieht man am besten beim Stoßexperiment.

https://www.google.com/imgres?imgurl...MygDegUIARChAg

[TomS]

Diese Energieformen hängen von der Masse ab, aber sie stecken nicht in der Masse, weil die alleinige Änderung der kinetischen oder potentiellen Energie die Masse bzw. den Körper nicht verändert. Beide Energieformen sind für den Körper alleine überhaupt nicht definierbar und an ihm alleine nicht messbar, sie sind immer nur relativ zu etwas anderem definiert.

Nochmal: Ob eine Rakete beschleunigt, oder ob du selbst bzgl. der Rakete beschleuniget, ist egal; die kinetische Energie der Rakete ist - bei identischer Relativgeschwindigkeit - die selbe.

[Geku]

Zitat von TomS

Diese Energieformen hängen von der Masse ab, aber sie stecken nicht in der Masse, weil die alleinige Änderung der kinetischen oder potentiellen Energie die Masse bzw. den Körper nicht verändert

Bewirkt die Energie keinen Massenzuwachs gemäß m = E / c^2 ?
Damit verändert sich doch die Masse, oder?

[TomS]

Zitat von Geku

Bewirkt die Energie keinen Massenzuwachs gemäß M = E / c² ?
Damit verändert sich doch die Masse, oder?

Diese Sichtweise ist ein altes Märchen, das sich hartnäckig hält, obwohl es bereits von Einstein abgelehnt wurde. Diese sogenannte „relativistische Masse“ M (im Gegensatz zur Ruhemasse m, deswegen im Zitat geändert) ist ein überholtes und völlig irreführendes Konzept.

Die Zufuhr von Energie, die vollständig in kinetische Energie umgesetzt wird, ändert nichts am Körper, insbs. bewirkt sie keinen Massenzuwachs.

Schauen wir uns das in der Newtonschen Mechanik an. Die entsprechende Größe ist

E = mc² + ½ mv²

Nun definiere ich

M = E / c² = m + ½ v² / c²

Warum soll das eine sinnvolle Sache sein? Warum soll das Umstellen einer Formel etwas an einem Körper ändern? Was ändert sich an einem Ball, wenn ich ihn werfe? Warum soll sich die Masse eines parkenden Autos ändern, wenn ich schnell an ihm vorbeifahre?

Das ist alles Käse.

It is not good to introduce the concept of the mass M(v) of a moving body for which no clear definition can be given. It is better to introduce no other mass concept than the ’rest mass’ m. Instead of introducing M it is better to mention the expression for the momentum and energy of a body in motion.
Albert Einstein, 1948

[Geku]

Zitat von TomS

Diese Sichtweise ist ein altes Märchen, das sich hartnäckig hält, obwohl es bereits von Einstein abgelehnt wurde. Diese sogenannte „relativistische Masse“ M (im Gegensatz zur Ruhemasse m, deswegen im Zitat geändert) ist ein überholtes und völlig irreführendes Konzept

Wie ist dann der im Link folgende Absatz zu verstehen?

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Spez..._und_Ruhemasse

Besitzt dieser keine Gültigkeit mehr?
Ist der Massenzuwachs keine Erklärung für das Geschwindigkeitslimit c mehr?

[TomS]

Zitat von Geku

Wie ist dann der im Link folgende Absatz zu verstehen?

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Spez..._und_Ruhemasse

Viele Autoren haben nicht verstanden, dass der Begriff der relativistischen Masse überflüssig und irreführend ist, und dass er aus gutem Grund in vielen Lehrbüchern keine Rolle spielt.

Speziell in diesem Artikel steht explizit

Der Begriff der relativistischen Masse wird daher in der heutigen (2017) Physik aus diesen und anderen Gründen gemieden. Die Masse ist vielmehr wie in Newtons Physik eine Eigenschaft des Teilchens, Körpers oder physikalischen Systems, die unabhängig vom Bezugssystem ist. Damit entfällt auch eine Unterscheidung zwischen „Masse“ und „Ruhemasse“. Beides sind Bezeichnungen für denselben Begriff.

Physiker rechnen häufig in natürlichen Einheiten d.h. c = 1 und damit M = E. Mehr muss man dazu nicht sagen.

Zitat von Geku

Besitzt dieser keine Gültigkeit mehr?

Die Definition

M = E / c²

ist immer gültig, genauso wie

M = E / 42

Aus beidem folgt schlicht gar nichts.

Zitat von Geku

Ist der Massenzuwachs keine Erklärung für das Geschwindigkeitslimit c mehr?

Nein, ist er nicht, und war er noch nie.

Dass ein massebehafteter Körper nicht Lichtgeschwindigkeit erreichen kann, ist eine triviale Konsequenz des Postulates der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Könnte er Lichtgeschwindigkeit erreichen, wäre also gleich schnell wie Licht, so wäre die Lichtgeschwindigkeit (bezogen auf diesen Körper) gleich Null, das Postulat also ungültig bzw. logisch inkonsistent.

Die Divergenz von E(v) bei v = c ist eine Konsequenz daraus, nicht die Ursache.

Wer andersherum argumentiert hat diesen Punkt der Relativitätstheorie nicht verstanden.

[Heli]

Hallo TomS!

Danke für Deine schnelle Antwort.

Zitat von TomS

Die potentielle Energie steckt in der Position des Objektes bezüglich eines eines frei wählbaren Nullpunktes, sie steckt nicht im Objekt selbst.

Genau das ist mein Problem! Wie kann eine Position oder eine Koordinate oder der Raum Energie tragen? Ein Feld kann das schon aber das einzige beteiligte Feld das dafür in Betracht käme wäre das Gravitationsfeld und dieses (mit zunehmender Höhe nimmt die Gravitationswirkung ab) kommt dafür nicht in Frage.

Zitat von TomS

Die kinetische Energie steckt in der Geschwindigkeit des Objektes bezüglich eines eines frei wählbaren Ruhesystems, sie steckt nicht im Objekt selbst. Ob eine Rakete beschleunigt oder du selbst bzgl. der Rakete ist egal; die kinetische Energie der Rakete ist - bei identischer Relativgeschwindigkeit - die selbe.

Stimmt genau! Jedenfalls solang man nicht an der Relativität der Bewegung zweifelt. (siehe am Beginn dieses Beitrags)

Ich finde Deine Beiträge sind lehrreich und sie spiegeln gezielt die bis jetzt gültigen Erkenntnisse auf die gestellten Fragen.

Die Diskussion mit Geku und Dir ist hoch interessant.

Zitat von TomS

Die Definition

M = E / c²

ist immer gültig, genauso wie

M = E / 42

Aus beidem folgt schlicht gar nichts.

Für mich folgt der Aussage: E = mc² + ½ mv² die Einsicht das die Geschwindigkeit einer Masse ihre Energie erhöht.
Wo ist diese Energie? Irgendwo zwischen 4und2? Oder habe ich etwas nicht verstanden?

Mit freundlichen Grüßen! Heli