Gravitation und Magnetissmus

[pauli]

Die Sonne hält ihre Planeten in einer Umlaufbahn, dazu muss sie was bewirken (z.B. den Raum krümmen).
Ein SL/Neutronenstern entzieht sichtbar einem zu nahe geratenen Stern Materie, auch dazu muss irgendeine Kraft aufgewendet werden.
Wie ich es verstanden habe verbraucht Gravitation keine Energie, sie ist einfach durch die Materiemenge gegeben und ändert sich bei gleichbleibenden Abstand nicht.
Wie wird erklärt, dass diese Objekte bei den genannten Tätigkeiten (Raum krümmen, Stern zerreissen) keine Energie verlieren? Oder ist es ein gegenseitiges Geben und Nehmen mit Saldo 0?

Magnete richten Kompassnadeln aus, auch wenn kein Kompass in der Nähe ist hat der Magnet ein Magnetfeld einer gewissen Stärke.
Wenn wir einen Kompass reinhalten, muss für die Bewegung der Nadel irgendwie Kraft/Energie aufgewendet werden.
Kommt die Energie dazu aus dem Magnetisierungsvorgang, der ja auch Energie gebraucht hat?
Können genügend viele/schwere Kompassnadeln ein Magnetfeld schwächen?

[Joachim]

Hallo Pauli,

zum Krümmen, zerreißen wird schon Energie umgesetzt. Das Aufbauen von Feldern kostet Energie, das abbauen (entspannen) von Feldern bringt kinetische Energie. Nur zum Aufrechterhalten eines Feldes wird keine Energie gebraucht. Eine zwischen zwei Haken gespannte Feder hält ja auch unbegrenzt ohne dass man den Haken ständig Energie zuführen muss.

Gruß,
Joachim
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[El Cattivo]

Joachim hat eigentlich schon alles gesagt, ich will es trotzdem mal an deinem Kompassnadelbeispiel nachvollziehbar und vor allem nachbaubar manifestieren, zumal du eigentlich zwei Effekte beschreibst. Einmal etwas auf eine gewissen potenzielle Energie bringen und die Energie, die in einem Feld gespeichert ist.

Magnetisiere eine Nadel in dem du sie an einem starken Dauermagneten reibst und lege sie in ein kleines Gefäß mit Wasser. Sorge irgendwie dafür das sie schwimmt, die Oberflächenspannung sollte zwar genügen, aber das ganze ist noch ein bisschen labil, nimm ein Stückchen Kork von einer guten Flasche Wein oder so etwas. Jetzt hast du deinen Kompass, der sich automatisch in Richtung Norden ausgerichtet oder Süden, je nachdem wie rum du ihn magnetisiert hast. Der Fall ist nämlich genau anders herum wie du schreibst.

Damit die Nadel nicht in Richtung Norden bzw. Süden zeigt, musst du Arbeit investieren gegen das magnetische Feld. Nennen wir sie W_1. Du leistest also Arbeit gegen das magnetische Feld. Genau diese Arbeit W_1 wird wenn du die Nadel loslässt und sie sich wieder in Richtung Norden bzw. Süden ausrichtet wieder frei.

Analog ist es mit dem Gravitationsfeld. Damit Energie frei wird durch das fallen, sagen wir mal den von mmgarbsen heiß geliebten Apfel, musst du erst Arbeit investieren, die gegen das vorhandene Gravitationsfeld arbeitet. Nehmen wir an du hebst einen Apfel auf eine Höhe von 10 m, dabei investierst du die Arbeit W_hub. Wenn du nun den Apfel wieder fallen lässt, dann wird diese Arbeit beim fallenlassen des Apfels wieder frei. Nennen wie sie W_fall. Es gilt also W_hub = W_fall.

Ach ja ich sprach immer von Arbeit, anstatt von Energie, das hat einfach den Grund, dass es in diesem Zusammenhang üblich ist, diesen Begriff zu verwenden. Ist aber im Endeffekt das gleiche.

Dann kommt aber noch hinzu, dass um ein Feld aufzubauen erst einmal Energie benötigt wird. Nehmen wir ein elektrisches Feld, es muss erst einmal Arbeit oder Energie aufgewendet werden um dieses Feld aufzubauen. Beim Elektrischen Feld ist es die Energie die benötigt wird um ein Teilchen entsprechend aufzuladen, entweder positiv oder negativ. Diese Energie ist dann im Feld gespeichert und wird genau dann wieder frei, wenn das Feld aus welchen Gründen auch immer wieder zusammenbricht.

Beim Gravitationsfeld kenn ich mich ehrlich gesagt nicht so aus, aber mir erscheint folgende Betrachtung als sinnvoll. Um eine Gravitationsfeld aufzubauen, benötigt es eine gewisse Energie in Form von Materie. Dieser Energie kann man bestimmen mit der wohl bekanntesten Gleichung E=mc². Wenn das Gravitationsfeld zusammenbricht, dann wird auch genau diese Energie wieder frei. Wobei für ein Zusammenbruch des Gravitationsfeldes mir nur die Möglichkeit einfällt die Materie zu vernichten und in eine andere Energieform umzuwandeln, z.B. irgendwie durch Antimaterie.

mfg

[El Cattivo]

Hallo Alpha Centauri

Ich merke muss mich grade selbst in Zweifel ziehen, bei meiner Betrachtung des Gravitationsfeldes. Dazu mal ein Gedankenexperiment:

Ich habe einen kleinen Planet namens Erde, die logischerweiße auch ein Gravitationsfeld hat. Wenn ich die Materie, wie auch immer, in eine andere Energie umwandle, sagen wir mal in Licht und halte das Licht irgendwie in einer Kreisbahn, durch 100% reflektionsfähige Spiegel oder so.

Verschwindet das Gravitaionsfeld wirklich oder bleibt es in irgendeiner Form erhalten? Ich finde die Frage ist keineswegs trivial.

Würde es erhalten bleiben, dann bedeutet dies, das die Energie (nach E=mc²) in der Materie selbst steckt.
Würde das Gravitionsfeld verschwinden, dann bedeutet dies aber, dass die Energie nicht in der Materie selbst gesteckt hat, sondern im Gravitationsfeld.

Ein Mittelding dieser beiden Extrema käme ja auch noch in Frage, aber wie ist es denn nun jetzt?

ratlose Grüße

[Joachim]

Hallo El,

[El Cattivo]

[Joachim]

Hallo El,

[El Cattivo]

[Wolfi]

Mir ist zwar noch nicht ganz klar wie man die Energie des Gravitationsfeldes in der ART definieren kann. In der Newtonschen Gravitationstheorie hat aber das Gravitationsfeld wenn mich nicht alles täuscht eine negative Energiedichte.