Fall auf eine beschleunigte Gravitationsquelle
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nocheinPoet



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BeitragVerfasst am: 10.09.2010, 20:20    Titel: Fall auf eine beschleunigte Gravitationsquelle Antworten mit Zitat

.
Normaler Weise wirken beim Beschleunigen ja Kräfte. So kann man feststellen, das man eben beschleunigt. Wird ein IS beschleunigt, kann man in diesem also feststellen. In der SRT sind Geschwindigkeiten immer relativ, Beschleunigungen hingegen absolut. So wie ich die ART verstanden habe, werden hier nun auch Beschleunigungen relativiert.

Ich kann nun auf ein Objekt fallen, und dabei auch mit 500g beschleunigt werden, ohne das mich das zerdrückt. Eine solche Beschleunigung mit einer Rakete würde einen Menschen ohne Frage sofort töten. Meine Frage ist nun, angenommen ich falle auf ein Objekt zu, spüre dabei keine Kräfte, und nun zieht jemand dieses Objekt „unter“ mir weg, beschleunigt also das Objekt und sorgt dafür, das mein Abstand zu diesem immer konstant bleibt. Welche Kräfte treten dann in meinem IS auf?
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Nathan5111



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BeitragVerfasst am: 10.09.2010, 22:26    Titel: Re: Fall auf eine beschleunigte Gravitationsquelle Antworten mit Zitat

nocheinPoet hat Folgendes geschrieben:
Wird ein IS beschleunigt, ...


Ach ja ...
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Barney



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Beiträge: 1538

BeitragVerfasst am: 10.09.2010, 23:39    Titel: Re: Fall auf eine beschleunigte Gravitationsquelle Antworten mit Zitat

nocheinPoet hat Folgendes geschrieben:
.Ich kann nun auf ein Objekt fallen, und dabei auch mit 500g beschleunigt werden, ohne das mich das zerdrückt. Eine solche Beschleunigung mit einer Rakete würde einen Menschen ohne Frage sofort töten. Meine Frage ist nun, angenommen ich falle auf ein Objekt zu, spüre dabei keine Kräfte, und nun zieht jemand dieses Objekt „unter“ mir weg, beschleunigt also das Objekt und sorgt dafür, das mein Abstand zu diesem immer konstant bleibt. Welche Kräfte treten dann in meinem IS auf?

Hallo Manuel,

ein Inertialsystem ist per Definition (s. Wikipedia) ein System in dem keine Beschleunigungskräfte existieren. Du meinst also eigentlich ein beschleunigtes Bezugs- oder Koordinatensystem. Soviel zu den Definitionen.

Nun zur Frage: Zum einen frage ich mich, wie du dieses Experiment realisieren willst. Damit ein massiver Körper im freien Fall mit einer Beschleunigung von 500*9.81 m/s^2 beschleunigt, muss da schon eine ganz beachtliche Massenansammlung in der Nähe sein (versuche dazu mal ein Beispiel gemäß Newton auszurechnen). Jetzt soll diese Massenansammlung selbst mit der gleichen Beschleunigung beschleunigt werden, was technisch schon überhaupt nicht mehr realisiert werden kann.

Es bleibt die Frage, nach der beschleunigenden Kraft zwischen der beschleunigten Masse und dem (armen) hinterhergezogenen Menschen. Gemäß Newton bleibt die konstant, weil der Abstand zwischen der Masse und dem Menschen gemäß Aufgabenstellung konstant bleiben soll. Der Mensch wird damit solange mit 500g beschleunigt, bis sich seine Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert, was relativ schnell passieren sollte bei der Beschleunigung (rechne das mal via Newton aus). Spätestens ab dann muss man die relativistische Mechanik anwenden und die sorgt dann dafür, dass der (arme) Mensch dabei immer schwerer wird und die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten kann.

[ironie]Für intergalaktische Weltraumflüge gilt deswegen auch eine intergalaktisch vereinbarte Höchstgeschwindigkeit (s. Weltraumverordnung aus dem Jahre 55555) von 0.1c Smile [/ironie].
MfG
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FrankSpecht



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BeitragVerfasst am: 10.09.2010, 23:50    Titel: Re: Fall auf eine beschleunigte Gravitationsquelle Antworten mit Zitat

Moin,
Nathan5111 hat Folgendes geschrieben:
Ach ja ...

so hätte ich auch geantwortet, aber Bernhard ist gerade eben noch expliziter geworden Very Happy
Danke, Bernhard, das erspart mir die Schreibarbeit. Anders als
Barney hat Folgendes geschrieben:
Inertialsystem ist per Definition (s. Wikipedia) ein System in dem keine Beschleunigungskräfte existieren
hätte ich es auch nicht erklärt.

EDIT: Vielleicht meint nocheinPoet ja ein mitfallendes Bezugssystem?
http://de.wikipedia.org/wiki/Inertialsystem hat Folgendes geschrieben:
Der Begriff des mitfallenden Bezugssystems ersetzt in der Allgemeinen Relativitätstheorie den Begriff des Inertialsystems.


Dann passt nur der Begriff "SRT" in seinem Beitrag nicht Confused
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CS, Frank
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 00:28    Titel: Re: Fall auf eine beschleunigte Gravitationsquelle Antworten mit Zitat

FrankSpecht hat Folgendes geschrieben:
Dann passt nur der Begriff "SRT" in seinem Beitrag nicht Confused

Hallo Poet,

bist Du zufälligerweise gerade auf der Suche nach Tips zu Literatur rund um die RT. Mir ist da neulich schon mal so etwas in der Richtung aufgefallen Smile .
Freundlicher Gruß

Barney
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nocheinPoet



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 06:55    Titel: Antworten mit Zitat

.
Ihr habe ja Recht, ich weiß in der Regel auch, das ein IS kräftefrei zu sein hat. Ein beschleunigtes IS ist schon ein Widerspruch. Habe einfach zu schnell geschrieben, und das ist auch nicht der Punkt. Ich schrieb ja auch, das man beim beschleunigen eben Kräfte messen kann. Die Frage aber beleibt bestehen, denn ein frei fallendes System ist ein IS. Meine Frage ist nun, wenn die Gravitationsquelle unter dem Objekt weg ziehe, in Fallrichtung, welche Kräfte treten dann in dem fallenden System auf. Vom „Gefühl“ her sage ich mal, bleibt der Abstand konstant spürt man sein „Gewicht“ wird er größer, hat man das Gefühl von der Quelle wegzubeschleunigen.

Es ist doch so, beschleunige ich, und verlasse die Erde, werde ich doch sagen, ich beschleunige absolut und nicht relativ zur Erde. Meine Geschwindigkeit nimmt absolut zu. Geschwindigkeit ist aber nichts absolutes, nur etwas relatives, da könnte eine Geschwindigkeitsänderung doch auch nur was relatives sein. Nun könnte ich mir also unter den Füssen die Erde „wegreißen“ und würde die selben Kräfte messen können, wie wenn ich selber beschleunige. Zu einem anderen System könnte ich ruhen. Nehmen wir mal die kosmischen Hintergrundstrahlung als Bezug. Ich messe in allen Richtungen dieselbe Frequenz und „ruhe“ also in Bezug zu dieser. Ziehe ich mir nun die Erde weg, erfahre ich Beschleunigungskräfte. Ich weiß das ich mich um nicht dennoch einwenig mitgerissen zu werden, wohl „irgendwo“ annageln müsste. Ist aber nicht der Punkt.

Mir geht es auch um die Äquivalenz der Kräfte. In einem Gravitationsfeld sind offenbar die Kräfte die beim Beschleunigen auftreten wirklich (zum Teil?) Gravitationskräfte. Im „freien“ Raum treten beim Beschleunigen auch Kräfte auf, hier hängt das dann mit der Trägheit der Masse zusammen. Ich grübel eben zurzeit über diese Zusammenhänge. Auf Dauer SRT ist doch langweilig, ich dachte mir, da kann man doch auch die ART man nicht verstehen. Wink
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 09:26    Titel: Antworten mit Zitat

nocheinPoet hat Folgendes geschrieben:
Vom „Gefühl“ her sage ich mal, bleibt der Abstand konstant spürt man sein „Gewicht“ wird er größer, hat man das Gefühl von der Quelle wegzubeschleunigen.

Hallo Poet,

ein frei fallendes System ist lokal gemäß ART immer kräftefrei, also in der Tat ein IS. Welches "Theater" die Materie drumherum aufführt ist dabei völlig egal.

Zitat:
Meine Geschwindigkeit nimmt absolut zu. Geschwindigkeit ist aber nichts absolutes, nur etwas relatives, da könnte eine Geschwindigkeitsänderung doch auch nur was relatives sein.

das ist nur von der Mathematik her richtig und führt in der Physik in Richtung Machsches Prinzip. Wie die Trägheit eines Testkörpers ohne ein materieerfülltes Universum letztlich aussähe ist notwendigerweise nur schwer zu beantworten. Ich persönlich glaube, dass ein Testkörper auch in einem nahezu leeren Universum eine Trägheit hätte. Ernst Mach sah das zu seiner Zeit angeblich anders.

Zitat:
Mir geht es auch um die Äquivalenz der Kräfte. In einem Gravitationsfeld sind offenbar die Kräfte die beim Beschleunigen auftreten wirklich (zum Teil?) Gravitationskräfte.

eben nicht zum Teil. Gemäß ART sind Gravitationskräfte lokal zu 100% (starkes Äquivalenzprinzip) identisch mit Beschleunigungen und deswegen ist ein frei fallendes System auch zu 100% kräftefrei (s. Schwerelosigkeit in jeder Erdumlaufbahn, wie in der ISS oder bei Satelliten z.B.)

Zitat:
Auf Dauer SRT ist doch langweilig, ich dachte mir, da kann man doch auch die ART man nicht verstehen. Wink

viel Erfolg dabei Smile .
MfG
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El Cattivo



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 10:03    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo

Das löst man mit Newton: Man muss den Himmelskörper von dem die Gravitation ausgeht im gleichen Maße beschleunigen, wie die Freifallbeschleunigung des Objektes im gewissen Abstand. Dort liegt der labile Punkt, das der fallende stets weiter fällt und der Himmelskörper. Das System ist instabil, daher bedarf es noch einer Regelung für die Megaantriebe des Himmelskörpers. Sonst kracht das Objekt für oder später auf dem Himmelskörper oder haut ab.

Nur ganz schön energieintensive Methode frei zu fallen. In einem Orbit um den Himmelskörper einzuschwenken ist auch ne Lösung. Wink

mfg
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 10:14    Titel: Antworten mit Zitat

nocheinPoet hat Folgendes geschrieben:
.denn ein frei fallendes System ist ein IS.

NACHTRAG:
diese Aussage ist aber mit einer gewissen Vorsicht zu genießen, weil es nur für den Punkt gilt, der frei fällt. Sobald man sich als Beobachter in diesen Punkt setzt und versucht ein ausgedehntes Koordnatensystem einzuführen merkt man in aller Regel sehr schnell, dass es sich um kein IS handelt.

Nimm z.B. einen Astronauten auf der ISS. Innerhalb der Station ist alles schwerelos, aber schon einen Kilometer weiter draußen driften andere schwerelose Gegenstände ganz langsam weg.
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 10:20    Titel: Antworten mit Zitat

El Cattivo hat Folgendes geschrieben:
Nur ganz schön energieintensive Methode frei zu fallen.

[ironie]Der Poet ist eben ein heimlicher Astro-Ingenieur.

@Poet: Wenn du mal wieder eine Supernova in Auftrag geben solltest, gib den Astronomen bitte vorher bescheid, damit die das Ereignis von der Erde aus beobachten können.[/ironie]
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nocheinPoet



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 10:42    Titel: Antworten mit Zitat

Barney hat Folgendes geschrieben:
El Cattivo hat Folgendes geschrieben:
Nur ganz schön energieintensive Methode frei zu fallen.

[ironie]Der Poet ist eben ein heimlicher Astro-Ingenieur.

@Poet: Wenn du mal wieder eine Supernova in Auftrag geben solltest, gib den Astronomen bitte vorher bescheid, damit die das Ereignis von der Erde aus beobachten können.[/ironie]

.
Physik muss auch spannend sein, und auch in gewisser Weise lustig, denn es muss Spaß machen. Ich hatte mal einen Mathematiklehrer, der wollte uns die quadratischen Gleichungen beibringen. Kann ein recht langweiliger trockener Stoff sein. Aber er meinte, er mag nun seine Schwiegermutter gar nicht, und würde gerne wissen, wie schnell die so auf den Asphalt schlägt, wenn er die aus 100m vom Turm schubst. Am Ende der Stunde haben wir die Dame in allen möglichen Winkeln in den Himmel geschossen und mit großen Eifer die Flugbahn, die Zeiten und den Auftreffpunkt berechnet. War wirklich eine sehr lustige Stunde, was haben wir gelacht.
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 10:50    Titel: Antworten mit Zitat

nocheinPoet hat Folgendes geschrieben:
Am Ende der Stunde haben wir die Dame in allen möglichen Winkeln in den Himmel geschossen und mit großen Eifer die Flugbahn, die Zeiten und den Auftreffpunkt berechnet

[off topic]womit mal wieder klar wird, warum die Menschheit die Physik erfunden hat Laughing .[/off topic]
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973



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 13:04    Titel: Antworten mit Zitat

Die Frage sollte eigentlich geklärt sein zBsp durch die Bewegung des Mondes infolge der Anziehung der Erde, wobei beide ihrerseits durch die Sonne beschleunigt werden
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El Cattivo



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 14:20    Titel: Antworten mit Zitat

Hey,

das Ding ist die Lösung für Aliens die biologisch an die Schwerlosigkeit angepasst sind, zu eitel sind um sich genetisch zu verändern und trotzdem relativistische Raumflüge unternehmen wollen, ohne dabei zermatscht zu werden. Laughing

mfg
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.09.2010, 15:53    Titel: Antworten mit Zitat

El Cattivo hat Folgendes geschrieben:
das Ding ist die Lösung für Aliens die biologisch an die Schwerlosigkeit angepasst sind

Poet's Gedankenexperiment entpuppt sich damit auch als primitiver Warp-Antrieb Very Happy .
MfG
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