Relativitätstheorie

Swordfish, erst lesen, dann posten - Stichworte: schwere Masse, träge Masse, Gravitationsgesetz, Ruhmasse. CS, Holger

Hallo,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Swordfish</i>
<br />Wenn dieser Körper sich aber nicht in einem Gravitationsfeld befindet hätte er dann nicht eigentlich kein Gewicht bzw. keine Masse [?]<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Halbrichtig! Der Körper hat kein Gewicht, wohl aber Masse, da letztere ortsunabhängig ist.
Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/M…brauch:_Masse_und_Gewicht

Hallo Namenloser,

willkommen hier im Forum. Auch wenn ich ungern Wikipedia zitiere, aber sie hilft hier durchaus
(http://de.wikipedia.org/wiki/R…e#Relativistische_Masse):
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das Wort Masse bezeichnet wie in Newtons Physik eine für das Teilchen charakteristische Größe, die nicht von der Geschwindigkeit und dem Beobachter abhängt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Soweit dazu. Was du meinst, ist die sogenannte relativistische Massenzunahme. Ich schreibe extra "sogenannt" denn die Physiker benutzen diesen Begriff nicht, denn er führt zu einer Menge von Fehlinterpretationen, und auch die relativistische Masse wird allenfalls als Hilfsgröße verwendet. Benutzt werden stattdessen Energien und Impulse. Wieder Wiki:
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">In manchen Darstellungen der relativistischen Physik wird die relativistische Masse kurz Masse genannt. Dies verleitet zur Fehlvorstellung, man könne die relativistische Masse so wie eine ruhende Masse mit einer Waage im Gravitationsfeld messen oder so wie eine langsam bewegte Masse durch ihre Trägheit aus Newtons Bewegungsgleichungen ablesen. Falsch ist auch die Unterstellung, die Gravitationskraft, mit der ein bewegtes Teilchen ein anderes anzieht, sei proportional zur relativistischen Masse, ebenso falsch die Ansicht, bei hoher Geschwindigkeit würden Teilchen wegen ihrer großen relativistischen Massen Schwarze Löcher.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Gruß,
Caro

Hallo (hier Name setzen),
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn dieser Körper sich aber nicht in einem Gravitationsfeld befindet hätte er dann nicht eigentlich kein Gewicht bzw. keine Masse<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Unabhängig von der Frage zur Lichtgeschwindigkeit.

Das Gewicht ist abhängig von der Schwerkraft, die Masse bleibt dagegen immer gleich. Auch in Schwerelosigkeit hat ein Körper seine Masse und du musst entsprechend eine Kraft aufwenden um ihn zu bewegen.

Stefan

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: stefan-h</i>
Auch in Schwerelosigkeit hat ein Körper seine Masse und du musst entsprechend eine Kraft aufwenden um ihn zu bewegen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Vorsicht[;)]

Man muß eine Kraft aufwenden um ihn zu <b>beschleunigen</b>. Ohne Reibungsverluste und ähnliches wird er sich auf ewig weiterbewegen wenn einmal angestoßen

Hallo Caro,

sorry, war unsauber ausgedrück- das hatte ich damit gemeint. Hätte schreiben sollen "um ihn in Bewegung zu bringen". Die gleiche Kraft ist ja dann auch nötig um den in Bewegung befindlichen Körper wieder in Ruhelage zu bringen- das hatte mich verleidet zu der Aussage.

Man denkt halt wie auf der Erde- man muss eine Kraft aufwenden um einen Körper=Masse z.B. um einen Meter höher zu bringen.

Du hast es auf Anhieb besser beschrieben [:)]

Gruß
Stefan

Hi,

Ja, es gilt auch für die Energie, wegen Einsteins Formel E=m*c^2. m ist von der Geschwindigkeit abhängig und nähert sich unendlich an, je näher man der Lichtgeschwindigkeit c kommt. Und Unendlich*c ist immer noch unendlich [;)] .

Gruß,

Stefanie

Steff, das m in E=mc² ist aber die Ruhemasse und beschreibt die Äquivalenz zwischen Ruhemasse und Energie. Die relativistische Energie eines bezüglich eines Bezugssystems bewegten Teilchens ist das Masseäquivalent der Ruhemasse plus zuzüglich seiner kinetischen Energie 1/2 m v²/(1-(v/c)²) wieder mit m als Ruhemasse. Das zunächst mal ohne Gravitationsfeld gerechnet...
CS, Holger

Hi Holger,

diese Formel beschreibt eben nicht nur die Ruheenergie, sondern auch die Gesamtenergie, also Ruheenergie + kin.Entergie. Deine Formel scheint mir nicht richtig zu sein (wie kommst du darauf, die habe ich noch nie gesehen?), da die kin. Energie relativistisch so lautet:
E(kin)=(m-m(0))*c^2, wobei m(0) die Ruhemasse ist. Die Formel E=1/2*m*v^2 kannst du hier nicht anwenden, die gilt nur für v &lt; 0,1c.

Gruß,

Stefanie

Hallo Mädels
Ganz Einfach,stoss ein Auto gegen eine Wand,was passiert,
ein Kratzer.Mach das selbe mit 200Kmh,gleich Schrot.
Also Geschwindigkeit erhöht die Masse.
Gruß Rudi2

Hi Rudi,

das hat hat in dem Falle nix mit Massezunahme zu tun, sonder damit, dass das schnelle Auto mehr Energie hat als das Langsame, die dann schlagartig in die Verformung des Autos umgewandelt wird. Daher sind die Folgen mit 200km/h brutaler, als mit annähernd 0km/h.

Gruß,

Stefanie

Hallo Stefanie
Wenn ich ein Sandkorn auf Lichtgeschwindigkeit beschleunige,durchschlägt
es alles.Beim runterfallen tut es nichts.
Gruß Rudi2

Hi Rudi,

das Sandkorn kannst du nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und außerdem ändert sich die Masse bei mehr als 10% der Lichtgeschwindigkeit schon, aber nicht bei 200km/h.
Dünne Shuttlewände durchschlagen kann es aber auch schon mit weniger als 0,1c, denn auch ein Sandkorn hat Bewegungsenergie (wie das Auto auch), die dann auf die Shuttlewand übertragen wird, und diese verformt, bzw. durchschlägt.

Die Maasenzunahme des Autos ist so gering, dass der Taschenrechner sie nicht anzeigt.

Gruß,

Stefanie

Hi,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Stimmt,
denn die Masse ist durch das Volumen und die Dichte definiert.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Definition von Masse? Dann hätte die Menscheit sich jetzt den CERN-Teilchenbeschleuniger ja sparen können. Du meinst vielleicht eine Art der Berechnung, aber nicht die einzige. Mit den Kepler'schen Gesetzen geht es aber auch ohne Wissen der Dichte und des Volumen, z.B. für Himmelskörper.

Masse ist bisher eine Eigenschaft unserer Materie. Wie die Ruhemasse zustande kommt, weiß man eben nicht. Bestimmte Teilchen haben sie, andere (z.B. Photonen) haben sie nicht. Massebehaftete Teilchen erreichen niemals Lichtgeschwindigkeit, d.h. ein Photon z.B. kann ihnen immer mit Lichtgeschwindigkeit in Flugrichtung davon fliegen.

Gruß

Hi Rudi,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ganz Einfach,stoss ein Auto gegen eine Wand,was passiert,
ein Kratzer.Mach das selbe mit 200Kmh,gleich Schrot.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Energie aus Tempo 200 mit 1300kg (Golfklasse)~2Megajoule
Das reicht zum Demolieren des Autos oder für knappe 5 Liter Kaffee (von 0° auf Kochtemperatur). Oder für beides, wenn noch 5cl Rest-Benzin im Tank zu brennen anfangen.

Gruß

Hi Kalle,

nettes Beispiel, ist schon nett zu sehen, dass man mit der Energie vom 5 Litern heißem Kaffe einen Golf schrotten kann. Aber Wasser ist auch ein guter Energiespeicher.

Gruß,

Stefanie

Jetzt muß ich mal die Frage stellen.
Wie würde sich solche Massezunahme bemerkbar machen an einem Raumschiff das sich mit etwas über 10% c bewegt?
Würde sich alles 3D vergrößern?
Würde der Mensch das überleben?(abgesehen von der Beschleunigungswucht oder der Dauer bis zu der Geschwindigkeit)

Hi Stefan, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Würde der Mensch das überleben?(abgesehen von der Beschleunigungswucht oder der Dauer bis zu der Geschwindigkeit)<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Warum sollte Mensch das nicht überleben können?

Beschleunigungswucht? Wenn du gleichmäßig mit 1G beschleunigst spürst du das garnicht- ist wie hier auf der Erde, aber du wirst bald ziemlich schnell sein- vorausgesetzt du hast genug Energie zur Verfügung.

Und hinsichtlich der Dauer- wer es schafft ein Raumschiff zu bauen das genug Energie an Bord hat um längere Zeit mit z.B. 1G zu beschleunigen der wird auch noch Wasser und genug Futter unterbringen können [:)]

Hinsichtlich der Massezunahme- vergrößern wird sich da nichts, jedenfalls soweit ich das verstanden habe.

Schließlich werden ja auch z.B. Protonen oder Ionen in Beschleunigern auf hohe Geschwindigkeiten gebracht und die Dinger werden auch nicht größer.
Caro könnte das jetzt bestimmt sehr elegant und verständlich erklären, vielleicht kommt noch was von ihr zum Thema.

Gruß
Stefan

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Jetzt muß ich mal die Frage stellen.
Wie würde sich solche Massezunahme bemerkbar machen an einem Raumschiff<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Gegenfrage, wie willst Du so schnell werden?
Beschleunigung benötigt eine Kraft, die auf die zu beschleunigende Masse wirkt. Mitgeführte Energie müsste man im Raumschiff in Schub umwandeln (Also dazu benutzen, dass man nach hinten Masse wegschleudert. Anders, wenn man sich an einer Art Schiene, Feld abstoßen kann. Hier könnte die Energie von außen bereit gestellt werden.

Egal wie Du rechnest, schon mit der klassischen Physik nimmt die Energie zur Aufrechterhaltung einer konstanten Beschleunigung ständig zu. Von 0 auf 10 ist halt mit weniger Energie zu schaffen als von 100 auf 110. Die relativistische Transformation, die besagt, dass man mit zunehmender Geschwindigkeit auch 'schwerer' wird, stellt im Ergebnis sicher, dass egal wieviel Energie du einsetzt, nie LG erreichen wirst. Du pumpst sie in die (relativistische) Massenzunahme (Eigentlich ein Begriff, der nur falsch interpretiert werden kann, denn die Masse bleibt ja unverändert für den Mitreisenden.

Aber deswegen macht es auch einen himmelweiten Unterschied, ob ein Proton in einem Beschleuniger mit 95% oder mit 99% LG unterwegs ist. Das ist nicht nur 4% schneller/energiereiche, sondern - simpel gesagt - 5 mal näher an der LG und entsprechend energiereicher.

Zuletzt noch ein Anmerkung: Messen heißt etwas mit einem "Normal" vergleichen. (Eine Prüfgewicht, ein Metermaß, eine Uhr etc.) Wo soll da der Mitreisende den Unterschied merken? Das Metermaß wird in Flugrichtung kürzer, die Uhr läuft langsamer... - allerdings nur für einen stillstehenden Außenstehenden bemerkbar. Es kommt immer auf das Bezugssystem an.

Ganz ohne Einstein, kennt jeder das Problem mit Bezugsystemen, wenn er im Karusell von Fliekraft spricht. Da meint man, eine Kraft zieht einen nach außen. Pustekuchen: Da ist keine Kraft, die einen nach außen zieht, es ist nur die Trägheit der kreisenden Masse. Umgekehrt sogar, das Karusell übt eine Kraft nach innen (Zentripetalkraft) auf den Fahrgast aus, damit er im Kreis gehalten wird und eben nicht aus der Gondel fliegt.

Hallo Kalle,
meine Frage war aber " Wie würde sich solche Massezunahme bemerkbar machen an einem Raumschiff das sich mit etwas über 10% c bewegt?" und nicht " Wie beschleunige ich ein Raumschiff auf 10% c?"
Es ist ein theoretische Fall.

(==&gt;)Stefan
Also ist es mehr so, dass sich weder Volumen noch Gewicht ändert, dass Objekt aber träger mit zunehmender Geschwindigkeit wird.
So das man immer mehr Energie braucht um es nochweiter zu beschleunigen.
Also nix mit Kopfplatzen... Da gab es ja damals schon bei der Eisenbahn bedenken

Hallo Leeson,
für die Raumfahrer im Raumschiff ändert sich nix. Deren Obstwaage zeigt immer noch das Gleiche an.
Für einen Aussenstehenden: Direkt kann er die Masse nicht messen. Wie denn auch, wenn sie mit 10% LG wegfliegt. Würde er die kin. Energie nach Newton berechnen, die im Raumschiff steckt, kämen relativistie Effekte hinzu, die das Raumschiff schwerer erscheinen lassen, als es ist.
aus der Geschwindigkeit v wird v', aus der Länge lin Flugrichtung wird l', aus der Masse m wird m'.

Gruß

Kalle, Du hast geschrieben:
Egal wie Du rechnest, schon mit der klassischen Physik nimmt die Energie zur Aufrechterhaltung einer konstanten Beschleunigung ständig zu. Von 0 auf 10 ist halt mit weniger Energie zu schaffen als von 100 auf 110.
Wie erklärst Du dies?
Gruss Hans