Zeit & Raum
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cfb



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 08:49    Titel: Antworten mit Zitat

Also die Sache mit den Koordinaten ist schon nicht schlecht. Allerding ist die Kugeloberfläche durch: x^2+y^2+z^2=r^2, mit r Radius definiert. Dies bedeutet, wenn sie zwei Koordinaten, also zb. x und y vorgeben, dann ist z nicht mehr frei wählbar, sondern berechnet sich aus der oben genannten Formel. Die Kugeloberfläche ist also auch in kartesischen Koordinaten zweidimensional (sie ist in allen Koordinatensystemen zwei dimensional).
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Ich



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 08:52    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

In kartesischen Koordinaten ist eine Kugeloberfläche daher 3 - dimensional.



Nö, wenn du x,y vorgibst, ist z eindeutig (na gut, zweideutig) festgelegt. Die Dimension eines geometrischen Objekts hängt nicht vom Koordinatensystem ab.
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lazyjones



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 09:21    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist mir schon klar. Danke für die Kommentare!
Natürlich ist die z Koordinate nicht mehr frei, aber in Kartesischen Koordinaten muss man trotzdem die z - Koordinate hinschreiben oder eben die Bedingung x²+y²+z² = R². Das bedeutet, man hat immer noch drei Angaben: Zwei Koordinaten und eine Bedingung die die dritte Koordinate festlegt. In diesem Moment begibt man sich aber auch schon auf den Weg hin zu Kugelkoordinaten.

Ich wollte den Dimensionsbegriff etwas entmystifizieren, das war alles. Für einen Laien mag beispielsweise ein 6 dimensionaler Raum etwas hochgradig komplexes zu sein weil man sich das nicht mehr vorstellen kann. Ein Physiker o.ä. schreibt einfach 6 Koordinaten hin die er mit x1, x2, ..., x6 bezeichnet. Mathematisch ist das überhaupt nichts kompliziertes. Das ist dann das Problem, wenn man ohne Mathematik versucht komplizierte Dinge zu verstehen, denn die Mathematik ist ja gerade das Werkzeug dafür. Das ist so, als würde man versuchen sein Auto zu reparieren und dabei bewusst auf jede Art von Werkzeug verzichtet.

Gruß,
Lazy
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mmgarbsen



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 09:46    Titel: Zeit & Raum Antworten mit Zitat


Hallo Galileo2609,

daß ausgerechnet du, ein Nutznießer des alltäglichen Fortschritts, mir vorwirfst, die Vorzüge der modernen Gesellschaft unverdient in Anspruch zu nehmen, zeigt doch nur deine eingeengte Sichtweise.

Ich habe mir beispielsweise zum Zähneputzen ein Töpfchen Wasser warm machen müssen. Davor mußte ich erst ein Feuer im Ofen anzünden und noch weiter vorher auch Holz hacken.

An diesem Beispiel magst du sehen, wie verschroben moderne Ansichten sein können.

MfG
Manfred
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mmgarbsen
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ralfkannenberg



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Beiträge: 4788

BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 10:20    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

mmgarbsen schrieb am 28.09.2007 10:46 Uhr:
Ich habe mir beispielsweise zum Zähneputzen ein Töpfchen Wasser warm machen müssen. Davor mußte ich erst ein Feuer im Ofen anzünden und noch weiter vorher auch Holz hacken.



Hallo Manfred,

um Deine Idee weiterzuführen: Auch für die Herstellung einer Zahnbürste, von Zahnpasta, eines Ofens sowie der Technologie, ein Feuer zu entzünden, kommst Du ohne elementare Physik und elementare Mathematik nicht aus !

Es sei denn, Du brichst Dir einen feingliedrigen Ast ab, verwendest nicht zu harten Sand und hast Dir vom letzten Blitzeinschlag noch ein Feuer am Brennen gehalten !

Somit solltest Du solche Aussagen nochmals überdenken:

Zitat:

mmgarbsen schrieb am 28.09.2007 10:46 Uhr:
zeigt doch nur deine eingeengte Sichtweise.



Freundliche Grüsse, Ralf
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El Cattivo



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 10:42    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

mmgarbsen schrieb am 28.09.2007 10:46 Uhr:
daß ausgerechnet du, ein Nutznießer des alltäglichen Fortschritts, mir vorwirfst, die Vorzüge der modernen Gesellschaft unverdient in Anspruch zu nehmen, zeigt doch nur deine eingeengte Sichtweise.

Ich habe mir beispielsweise zum Zähneputzen ein Töpfchen Wasser warm machen müssen. Davor mußte ich erst ein Feuer im Ofen anzünden und noch weiter vorher auch Holz hacken.

An diesem Beispiel magst du sehen, wie verschroben moderne Ansichten sein können.



Hallo Manfred

Ich lese bei dir inzwischen viel mehr Gesellschaftskritik heraus, anstatt Kritik an den Naturwissenschaften und um genauer zu werden vermute ich die Konsumgesellschaft, die oftmals keine Ahnung mehr von eigentlich ganz alltäglichen Dingen.

Ich gehe mal in die amerikanische Extreme um meine Vermutung deutlich zu machen: Das Kinder teilweise, Hühner mit sechs Beinen zeichnen, weil in einer Packung mit Hähnchenschenkel ja sechs Beine sind. Das heutige Kinder teilweise denken, Milch komme aus der Tüte und Ekel vor den Euter einer Kuh haben? Auch in Deutschland schon anzutreffen, das man das töten von Tieren, als unmenschlich betrachtet, obwohl es doch dazugehört. Ich erinnere mich an die Axelspringeraufregung, das in irgendeiner bescheuerten Fernsehsendung eine Krabbe umgebracht wurde, vor laufender Kamera.

Erzähl heute mal einen/r 14 Jährigen, das du einen Geflügel, sagen wir eine Ente, geschlachtet hast. Soweit noch in Ordnung, wenn man aber ins Detail erklären würdest, was zu tun ist, dann ist die Reaktion absehbar. Das die heutige Gesellschaft sich fast nur noch auf die technik verlässt und nicht wissen wie man sich selbst versorgt? Die kalte Technik allein fördert das ganze auch noch...

Kann es sein, das ich hier etwas getroffen hab?

mfg
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John Doe



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Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 10:44    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

mmgarbsen schrieb am 27.09.2007 19:59 Uhr:

Ich will doch nur von dem kartesischen Raumsystem weg, weil es in dieser Welt keine x, y, und z- Koordinaten für einen kastenförmigen Raum gibt. Ein Kreis hat nur eine Achse. Ein Kreis ist auch nicht zwei-dimensional. Streng genommen hat ein Kreis nur eine Dimension, nämlich den Radius.

Selbst die Kugel hat als räumlicher Körper nur eine Dimension ( den Radius ). Sicherlich kann man mit Hilfe der Geometrie oder der Mathematik aus einer Kugel ein dreidimensionales Gebilde machen. Aber wozu? Nur damit die Physik stimmt?




Die Dimension sagt aus, wieviele Achsen du benötigst, um einen gegebenen Körper darstellen zu können. Jede Achse steht im Winkel von 90° zu jeder anderen! Deswegen kann man sich 4 Dimensionen nicht mehr vorstellen, weil eine vierte Achse, die jeweils 90° zu den drei schon bestehenden Achsen hat, lässt sich zeichnerisch nicht dar- oder verstandesmäßig vorstellen.

Ein Kreis hat zwei Dimensionen, weil Du ein (flaches) Blatt Papier benötigst, diesen Kreis aufzuzeichnen. Auf diesem Blatt kannst Du zwei Achsen aufzeichnen, die 90° zueinadner stehen. Auf einem eindimensionalen Stück Papier, einem (im Idealfall unendlich dünnen) Streifen Papier also, kannst Du keinen Kreis zeichnen. Nur der Speziallfall, daß Du den Kreis von der Seite siehst, passt auf diesen Streifen. Diese Seitenansicht aber hat nur eine Dimension, weil Du auf diesen Streifen nur eine Achse zeichnen kannst. Eine zweite Achse, die orthogonal zu der ersten steht, würde in eine Dimension (die zweite nämlich) zeigen, die mit diesem Streifen nicht mehr darstellbar ist, weil sie nicht auf dem Streifen liegt.

Übrigens: Stimmt Deine Definition von der eindimensionalen Kugel dann müssten zwei ineinanderliegende (Hohl)Kugeln zwei Dimensionen haben, drei ineinanderliegende (Hohl)Kugeln drei, usw.. Und wieviele Dimensionen hätte dann ein Würfel? Eine, oder sechs?

John Doe
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ralfkannenberg



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Beiträge: 4788

BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 10:59    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

John Doe schrieb am 28.09.2007 11:44 Uhr:
Die Dimension sagt aus, wieviele Achsen du benötigst, um einen gegebenen Körper darstellen zu können.



Hallo John Doe,

das ist eine anschauliche Erklärung für die lineare Unabhängigkeit.


Zitat:

John Doe schrieb am 28.09.2007 11:44 Uhr:
Jede Achse steht im Winkel von 90° zu jeder anderen!



Hier muss man aber aufpassen - schon im Minkowski-Raum hast Du kein Skalarprodukt. Für die Anschauung mag es mit den 90° schön sein, aber für den Dimensionenbegriff benötigst Du das nicht.

Freundliche Grüsse, Ralf
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 11:43    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

lazyjones schrieb am 28.09.2007 10:21 Uhr:
Ich wollte den Dimensionsbegriff etwas entmystifizieren, das war alles.



Die Dimensionalität einer Kugel ist nicht vom Koordinatenzugang abhängig. Sie ergibt sich ganz einfach aus der jeweiligen Potenz der Basisgrösse (Länge), somit L^n. Aber selbst triviale Kugelkoordinaten sind durch 3 Parameter (Radius und zwei Winkel) festgelegt. Stets ist V auch eine Funktion des Radius.

Vom geometrischen Standpunkt und etwas laienmässig ausgedrückt ist ein Raum ohne Ausdehnung ein Punkt (R0). Eine Linie demzufolge ein R1, die Fläche ein R2 usw. Noch immer lesenswert im Kontext ist das Buch von Colerus, "Vom Punkt zur vierten Dimension". Meines Wissens ist auch Hammer_Kruse einer der seltenen Besitzer dieses gelungenen Werkes.

Die uns allen geläufige Billard-Kugel hat die Dimensionszahl n = 3. Die Kugeloberfläche ist demzufolge zweidimensional (n-1). Eine vierdimensionale Kugel wird als Hyperkugel bezeichnet. Vorstellbar ist sie nur indirekt. Bei einiger Übung kann man sich zumindest einen vierdimensionalen Würfel (Hyperkubus) vorstellen.

Für die Kugelberechnung (Volumen) gilt nun ganz allgemein und für beliebige Dimensionen:

V = (S_n/n)R^n ; n = 1, 2, 3, 4 ...

Ein paar Beispiele dazu:

n=1 --> V1 = 2R

n=2 --> V2 = Pi*R^2

n=3 --> V3 = (4Pi/3)R^3

n=4 --> V4 = (Pi^2/2)R^4

Wenn man sich den Funktionsgraphen anschaut, sieht man, dass das Volumen mit steigendem n einem Maximum zustrebt, um dann steil gegen Null abzufallen. Eine höherdimensionale Kugel muss also nicht zwangsläufig ein grösseres Volumen einnehmen. Möglichweise ist das ein Hinweis auf die verborgenen (kompaktifizierten) Extradimensionen der String-Physik.

Gr. zg
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mmgarbsen



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 12:40    Titel: Zeit & Raum Antworten mit Zitat


Hallo zeitgenosse,

ich lese gern deine Beiträge weil ich sie für interessant und aufschlußreich halte. Ich stimme allerdings nicht in allen Punkten zu, weil ich von verschiedenen Dingen ganz andere Vorstellungen habe.

Zum Beispiel, daß ein Raaum dreidimensional zu sein habe und dies empirisch begründet ist. Die Wände deines Arbeitszimmers sind die Begrenzungen eines Raumes. Du kannst zwar die Grenzen dieses Raums verändern, ausdehnen oder verformen, aber nicht den darin enthaltenen Raum. Eine Raumkrümmung oder -expansion ist ohne Grenzverschiebung gar nicht möglich. Raum hat mit der euklidischen Würfelform gar nichts zu tun. Insofern muß ich Aristoteles recht geben, daß Kreis und Kugel die vorherrschenden Figuren sind.

Auch das Zigarrenkästchen in deinem Zimmer enthät Raum. Es ist der gleiche Raum, den du innerhalb und außerhalb deiner vier Wände findest, sogar zwischen Sonne und Mond. Gut, die Ausdehnung dieses Raums kann man mit 3 rechtwinkligen Koordinaten vornehmen, bei einer Kugel oder einem Torus wird das schon schwieriger, wird mit einer befremdlichen Mathematik aber auch gemacht. Diese Koordinaten sind jedoch nur Hilfslinien für ein Vorstellungskonzept. Vektoren, Weltlinien, Geodäten und Ereignishorizont sind ähnliche Hilfslinien, die von Physikern für ihre Beschreibungen gebraucht werden, aber doch keine Bestandteile einer realen Welt sind.

Die Kugeloberfläche ist auch keine Ebene, wie hier fälschlicherweise behauptet wird, sondern eine gewölbte Fläche. Es geht hier wohl weniger um elementare Grundbegriffe, als vielmehr um definierte Irrwege, die eine Wissenschaft in eine bestimmte Richtung bringen soll.

Auf deine Letzte Frage: Wie sollte die Welt beschrieben werden ? Nun, so wie wir sie mit unseren Sinnen wahrnehmen und nicht wie sie von einer kleinen Gruppe dargestellt wird.

MfG
Manfred

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mmgarbsen
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Joachim



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 12:57    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Manfred,


Zitat:

mmgarbsen schrieb am 28.09.2007 13:40 Uhr:
Eine Raumkrümmung oder -expansion ist ohne Grenzverschiebung gar nicht möglich. Raum hat mit der euklidischen Würfelform gar nichts zu tun. Insofern muß ich Aristoteles recht geben, daß Kreis und Kugel die vorherrschenden Figuren sind.




Was du hier zur Raumkrümmung und -expansion schreibst, kann ich nachvollziehen. Von Raumkrümmung ist auf kleinen Skalen nichts zu spüren. Aber den Spring zu Aristoteles und die Kreis- und Kugelform kann ich nicht nachvollziehen. Inwiefern hat der leere Raum mehr mit Kugelform als mit Würfelform zu tun? Durch welche Wahrnehmung erfährt man die Kugelförmigkeit des Raumes? Ist er also nach deiner Auffassung doch kugelförmig gekrümmt?

Gruß,
Joachim
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ralfkannenberg



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 13:08    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

mmgarbsen schrieb am 28.09.2007 13:40 Uhr:
Zum Beispiel, daß ein Raaum dreidimensional zu sein habe und dies empirisch begründet ist. Die Wände deines Arbeitszimmers sind die Begrenzungen eines Raumes. Du kannst zwar die Grenzen dieses Raums verändern, ausdehnen oder verformen (...)



Hallo Manfred,

ich habe es schon mal gefragt - wir verstehen möglicherweise verschiedene Dinge darunter: Was ist für Dich eine "Dimension" ?

Freundliche Grüsse, Ralf
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lazyjones



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 13:41    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

Die Kugeloberfläche ist auch keine Ebene, wie hier fälschlicherweise behauptet wird, sondern eine gewölbte Fläche. Es geht hier wohl weniger um elementare Grundbegriffe, als vielmehr um definierte Irrwege, die eine Wissenschaft in eine bestimmte Richtung bringen soll.


Es ist auch hier eine Frage der Definition. Man kann sich wunderbar streiten, wenn man sich nicht zuvor auf die Bedeutung von Begriffen geeinigt hat.
Für mich wäre eine Ebene ein Gebilde, dass durch zwei (linear) unabhängige Koordinaten beschrieben werden kann. In kartesischen Koordinaten also eine ebene Fläche wie man sich das normalerweise vorstellt. In Kugelkoordinaten wäre es aber eine Kugeloberfläche, wenn man als variable Koordinaten nur die beiden Winkel verwendet.
Das mathematische Konstrukte nicht wirklich existieren, sondern nur als Hilfsmittel gedanklich konstruiert werden, ist ja keine Überraschung. Auch das man das selbe Problem unter Verwendung von unterschiedlichen Koordinatensystemen lösen kann, ist klar. Das Endergebnis muss aber gleich sein.
Widerspricht die mathematische Formulierung nur Deinem inneren Gefühl, oder gibt es auch handfeste Argumente gegen diese?
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mmgarbsen



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 14:09    Titel: Zeit & Raum Antworten mit Zitat

Hallo Ralf,

ich bitte um etwas Geduld, ich komme einfach mit der Beantwortung der Zuschriften nicht mit.

Danke

mmgarbsen
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mmgarbsen



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BeitragVerfasst am: 28.09.2007, 15:24    Titel: Zeit & Raum Antworten mit Zitat


Hallo Zeitgenosse,

ich habe nicht gesagz, daß man die Mathematik abschaffen solle. Ich warne lediglich vor einer Überbewertung.

Für die kartenmäßige Projektion der Erdoberfläche ist das Mercator-Plangitter sicherlich am besten geeignet. Ich weiß aber von Seekarten her, daß die Maßstäbe und Landkonturen ziemlich verzerrt sind.

Ich weiß auch nicht, welche Topologie für das Universum am besten anwendbar ist. Ich bin ja erst dabei die Verhältnismäßigkeiten der kosmischen Ordnung zu ergründen. Nach bisherigen Erkenntnissen möcht ich jedoch sagen, daß die verlängerten Achsrichtungen der kreisenden Objekte nicht ganz ohne Bedeutung ist.

"cbf" schreibt zwar: "Also die Sache mit den Koordinaten ist schon nicht schlecht." Aber gut ist auch nicht. Denn mit gradlinigen Maßstäben kann man in dem von Kreisbahnen beherrschten Universum nicht viel ausrichten.

MfG
Manfred

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mmgarbsen
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