Gedankenexperiment
Verfasst: Di 19. Jul 2016, 23:08
Hallo,
ich bin neu hier und interessiere mich seit einiger Zeit für die Relativitätstheorie.
Ich bin kein Physiker, möchte jedoch die Zeitdilatation/Längenkontraktion verstehen.
Folgendes Gedankenexperiment habe ich mir überlegt, dabei treten Fragen auf, die ich nicht beantworten kann... Vielleicht gibt es hier Antworten, bzw. Korrekturen, falls in meinem Gedankenexperiment Fehler sind.
Es gibt zwei Bezugssysteme A und B.
Die beiden Bezugssysteme A und B bewegen sich mit 0,99c aufeinander zu.
Im Bezugssystem A gibt es einen Stab, welcher genau 99 Ls lang ist. Auf dem Stab sind im Abstand von jeweils 0,99 Ls Uhren (A0 bis A100) mit Lichtquellen angebracht. Die Uhren laufen synchron:
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Im Bezugssystem B gibt es ebenfalls einen Stab.
Seine (Ruhe-)Länge ist uns nicht bekannt. Der Stab ist ebenfalls in 100 Teile aufgeteilt, auf diesem Stab gibt es ebenfalls 101 synchronisierte Uhren (B0 bis B100) mit Lichtquellen:
|------|------|----- usw. ------|-------| -----> bewegt sich auf Stab A zu
B0...B1....B2..... usw. ....B99....B100
Nun bewegt sich wie gesagt Stab B in Längsrichtung auf Stab A mit Geschwindigkeit 0,99c zu.
Bezugssystem A ist für uns in Ruhe.
Zum Zeitpunkt 0 ist B100 genau neben A0.
Stab A (Zeitpunkt 0):
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Stab B (Zeitpunkt 0):
| ------> Stab B bewegt sich mit 0,99c in diese Richtung
B100
A0 beobachtet, dass die Uhr B100 genau beim Vorbeiflug ebenfalls Zeitpunkt 0 anzeigt.
Nach 1 Sekunde (gemessen im Bezugssystem A) trifft die Uhr B100 auf Uhr A1.
Genau zum selben Zeitpunkt trifft die Uhr B99 auf A0:
Stab A (Zeitpunkt 1):
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Stab B:
|------| ------> Stab B bewegt sich mit 0,99c in diese Richtung
B99..B100
Es scheint also von Bezuggssystem A aus, dass der Abstand zweier Uhren im Bezugssystem B ebenfalls 0,99 Ls beträgt.
Uhr A1 beobachtet zum Zeitpunkt 1 die Uhr B100, Uhr A0 beobachtet gleichzeitig Uhr B99.
Fragen 1:
Welche Uhrzeit sieht Uhr A1 auf Uhr B100, und welche Uhrzeit sieht A0 auf B99?
A0 und A1 sind ja synchron. Beobachten beide Uhren die selbe Uhrzeit auf B99 und B100?
Wenn ja, welche Uhrzeit wird beobachtet?
Die Uhren im Bezugssystem B wurden in diesem System vorab ja ebenfalls synchronisiert.
Fragen 2:
Wie lange ist der Ruhe-Abstand zwischen B99 und B100? Bzw. wie lange ist der Stab B in seinem Ruhesystem?
Der Flug geht weiter. Nach einer weiteren Sekunde (im Bezugssystem A) trifft die nächste Uhr (B98) vom Stab B bei Uhr A0 ein:
Stab A (Zeitpunkt 1):
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Stab B:
|------|------| ------> Stab B bewegt sich mit 0,99c in diese Richtung
B98..B99..B100
Nach insgesamt 100 Sekunden sind quasi beide Stäbe nebeneinander:
Stab A (Zeitpunkt 100):
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Stab B:
|------|------|----- usw. ------|-------| ------> Stab B bewegt sich mit 0,99c in diese Richtung
B0...B1....B2..... usw. ....B99....B100
Die Uhren A0 bis A100 zeigen nun die Zeitpunkte 100 an.
Fragen 3:
Welche Uhrzeit liest die jeweilige A-Uhr auf den entsprechenden B-Uhr ab?
Zeigen alle B-Uhren die selbe Uhrzeit oder nicht?
Fragen 4:
Wie sieht der Flug ausgehend vom Bezuggsystem B aus? Für Stab B nähert sich ja Stab A mit 0,99c, während B in Ruhe ist.
Zum Zeitpunkt 0 trifft A0 auf B100.
Zu welchem Zeitpunkt (im System B) trifft dann A1 auf B100? Welche Uhrzeit beobachtet B100 dann bei A1?
Welche Länge hat der Stab A für das Bezugsssystem B?
Ich hoffe, die Erläuterungen waren schlüssig.
Ich wäre sehr dankbar für brauchbare Antworten.
ich bin neu hier und interessiere mich seit einiger Zeit für die Relativitätstheorie.
Ich bin kein Physiker, möchte jedoch die Zeitdilatation/Längenkontraktion verstehen.
Folgendes Gedankenexperiment habe ich mir überlegt, dabei treten Fragen auf, die ich nicht beantworten kann... Vielleicht gibt es hier Antworten, bzw. Korrekturen, falls in meinem Gedankenexperiment Fehler sind.
Es gibt zwei Bezugssysteme A und B.
Die beiden Bezugssysteme A und B bewegen sich mit 0,99c aufeinander zu.
Im Bezugssystem A gibt es einen Stab, welcher genau 99 Ls lang ist. Auf dem Stab sind im Abstand von jeweils 0,99 Ls Uhren (A0 bis A100) mit Lichtquellen angebracht. Die Uhren laufen synchron:
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Im Bezugssystem B gibt es ebenfalls einen Stab.
Seine (Ruhe-)Länge ist uns nicht bekannt. Der Stab ist ebenfalls in 100 Teile aufgeteilt, auf diesem Stab gibt es ebenfalls 101 synchronisierte Uhren (B0 bis B100) mit Lichtquellen:
|------|------|----- usw. ------|-------| -----> bewegt sich auf Stab A zu
B0...B1....B2..... usw. ....B99....B100
Nun bewegt sich wie gesagt Stab B in Längsrichtung auf Stab A mit Geschwindigkeit 0,99c zu.
Bezugssystem A ist für uns in Ruhe.
Zum Zeitpunkt 0 ist B100 genau neben A0.
Stab A (Zeitpunkt 0):
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Stab B (Zeitpunkt 0):
| ------> Stab B bewegt sich mit 0,99c in diese Richtung
B100
A0 beobachtet, dass die Uhr B100 genau beim Vorbeiflug ebenfalls Zeitpunkt 0 anzeigt.
Nach 1 Sekunde (gemessen im Bezugssystem A) trifft die Uhr B100 auf Uhr A1.
Genau zum selben Zeitpunkt trifft die Uhr B99 auf A0:
Stab A (Zeitpunkt 1):
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Stab B:
|------| ------> Stab B bewegt sich mit 0,99c in diese Richtung
B99..B100
Es scheint also von Bezuggssystem A aus, dass der Abstand zweier Uhren im Bezugssystem B ebenfalls 0,99 Ls beträgt.
Uhr A1 beobachtet zum Zeitpunkt 1 die Uhr B100, Uhr A0 beobachtet gleichzeitig Uhr B99.
Fragen 1:
Welche Uhrzeit sieht Uhr A1 auf Uhr B100, und welche Uhrzeit sieht A0 auf B99?
A0 und A1 sind ja synchron. Beobachten beide Uhren die selbe Uhrzeit auf B99 und B100?
Wenn ja, welche Uhrzeit wird beobachtet?
Die Uhren im Bezugssystem B wurden in diesem System vorab ja ebenfalls synchronisiert.
Fragen 2:
Wie lange ist der Ruhe-Abstand zwischen B99 und B100? Bzw. wie lange ist der Stab B in seinem Ruhesystem?
Der Flug geht weiter. Nach einer weiteren Sekunde (im Bezugssystem A) trifft die nächste Uhr (B98) vom Stab B bei Uhr A0 ein:
Stab A (Zeitpunkt 1):
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Stab B:
|------|------| ------> Stab B bewegt sich mit 0,99c in diese Richtung
B98..B99..B100
Nach insgesamt 100 Sekunden sind quasi beide Stäbe nebeneinander:
Stab A (Zeitpunkt 100):
|------|------|----- usw. ------|-------|
A0...A1....A2..... usw. ....A99....A100
Stab B:
|------|------|----- usw. ------|-------| ------> Stab B bewegt sich mit 0,99c in diese Richtung
B0...B1....B2..... usw. ....B99....B100
Die Uhren A0 bis A100 zeigen nun die Zeitpunkte 100 an.
Fragen 3:
Welche Uhrzeit liest die jeweilige A-Uhr auf den entsprechenden B-Uhr ab?
Zeigen alle B-Uhren die selbe Uhrzeit oder nicht?
Fragen 4:
Wie sieht der Flug ausgehend vom Bezuggsystem B aus? Für Stab B nähert sich ja Stab A mit 0,99c, während B in Ruhe ist.
Zum Zeitpunkt 0 trifft A0 auf B100.
Zu welchem Zeitpunkt (im System B) trifft dann A1 auf B100? Welche Uhrzeit beobachtet B100 dann bei A1?
Welche Länge hat der Stab A für das Bezugsssystem B?
Ich hoffe, die Erläuterungen waren schlüssig.
Ich wäre sehr dankbar für brauchbare Antworten.