Absolute Ruhe und absolute Bewegung

[Faber]

'Bewegtes' Pulver explodiert nicht heftiger als 'ruhendes' Pulver.
Oder bei einer Railgun: eine 'bewegte' elektrische Batterie liefert nicht mehr Energie als eine 'ruhende'.

[Daniel K.]

Lustig, klar freut sich da wer ...

Nehmen wir nun mal ein zweites Auto, das neben dem ersten mit 100 km/h fährt, das zweite ruht also in dem System des nebenherfahrenden Autos und wird nun in dem von 0 km/h auf 100 km/h beschleunigt. Dort gilt die erste Rechnung und man wird nur 385,8 kJ benötigen, also 0,062 l und du hast nun die Freude, das mal aufzudröseln.

Denn beides kann ja wo nicht so sein, ...

Das ist tatsächlich eine Herausforderung den Unterschied von Energie und geleisteter Arbeit in ihren Bezugssystemen und Schwerpunktsystemen deutlicher herauszuarbeiten.

Da gebe ich dir Recht, wäre es einfach, hätte ich schon mal eben was dazu geschrieben, es braucht eine klare und einfache Erklärung, ich finde das so als Beispiel und Gedankenexperiment echt gut, kann man Schüler zum Grübeln bringen und wer es aufdröselt zeigt, er hat was auf dem Kasten. Generell sollte man aber die Erde verlassen, mit Impuls arbeiten und nicht mit Autos und Benzin, habe da eben ja schon mal ein Szenario angedacht ...

[Daniel K.]

Nehmen wir nun mal ein zweites Auto, das neben dem ersten mit 100 km/h fährt, das zweite ruht also in dem System des nebenherfahrenden Autos und wird nun in dem von 0 km/h auf 100 km/h beschleunigt. Dort gilt die erste Rechnung und man wird nur 385,8 kJ benötigen, also 0,062 l und du hast nun die Freude, das mal aufzudröseln. Denn beides kann ja wo nicht so sein, ...

ich bedanke mich herzlich für diesen Deinen Beitrag, der von des Pudels Kern handelt.

Gerne, ich weiß auch nicht was das nun sollte. Geht doch wohl darum, dir deinen Fehler aufzuzeigen und nicht darum dich darin noch zu bestärken, was soll sonst noch kommen, er erklärt, ja damit wäre dann doch belegt, die Erde ruht und die Sonne kreist um diese.


Man sollte da mit dem Impuls arbeiten, bin für eine Rakete im All, die eine gegebene Masse hat, sagen wir mal 100 t. Nun ist hier Tonne an Tonne gereiht und zwischen jeder ist eine gespannte Feder. In jeder Tonne sind Messeinrichtungen und die Spannung jeder Feder ist gleich. Dann wird die erste Tonne, die hinterste durch eine Feder "abgestoßen", nun könnte man sagen, man hat selber beschleunigt, die Tonne würde ruhen und man bewegt sich von dieser weg, oder man ruht weiter und hat nur die Tonne beschleunigt, oder Tonne und Rakete sind nun beschleunigt worden und das in Abhängigkeit der gegebenen Masse von 1 t und 99 t.

Tatsache ist, Tonne und Rakete entfernen sich mit v voneinander und aus dem Ruhesystem der Tonne bewegt sich die Rakete mit v davon, aus dem System der Rakete ist die Tonne mit v bewegt.

Klar ist, die Feder hatte nur eine Spannung, darin war nur eine gegebene Menge an Energie gebunden. Nun kann ich auch einen "Widerspruch" zaubern, denn die kinetische Energie der Rakete mit verbleibenden 99 t ist im Ruhesystem der ersten Tonne viel größer, als die der Tonne im Ruhesystem der Rakete. Wie kann das nur sein? Ein Fehler in der Wirklichkeit?

Damit wäre bewiesen, wir leben in der Matrix ...

[Kurt]

'Bewegtes' Pulver explodiert nicht heftiger als 'ruhendes' Pulver.
Oder bei einer Railgun: eine 'bewegte' elektrische Batterie liefert nicht mehr Energie als eine 'ruhende'.

Doch, es besteht ein Unterschied, betrifft auch die falsche Raketengleichung.

Kurt

.

[Faber]

Man sollte da mit dem Impuls arbeiten, bin für eine Rakete im All, die eine gegebene Masse hat, sagen wir mal 100 t. Nun ist hier Tonne an Tonne gereiht und zwischen jeder ist eine gespannte Feder. In jeder Tonne sind Messeinrichtungen und die Spannung jeder Feder ist gleich. Dann wird die erste Tonne, die hinterste durch eine Feder "abgestoßen", nun könnte man sagen, man hat selber beschleunigt, die Tonne würde ruhen und man bewegt sich von dieser weg, oder man ruht weiter und hat nur die Tonne beschleunigt, oder Tonne und Rakete sind nun beschleunigt worden und das in Abhängigkeit der gegebenen Masse von 1 t und 99 t.

Tatsache ist, Tonne und Rakete entfernen sich mit v voneinander und aus dem Ruhesystem der Tonne bewegt sich die Rakete mit v davon, aus dem System der Rakete ist die Tonne mit v bewegt.

Klar ist, die Feder hatte nur eine Spannung, darin war nur eine gegebene Menge an Energie gebunden. Nun kann ich auch einen "Widerspruch" zaubern, denn die kinetische Energie der Rakete mit verbleibenden 99 t ist im Ruhesystem der ersten Tonne viel größer, als die der Tonne im Ruhesystem der Rakete. Wie kann das nur sein? Ein Fehler in der Wirklichkeit?

Das kann man nur nennen, was es ist: Verletzung der Energieerhaltung. Die gibt es natürlich tatsächlich nicht. Tatsächlich sind die relativen Geschwindigkeiten i.a. Artefakte der Beobachterperspektive. Erfahrungsgemäß kann man solche Artefakte an Bahnhöfen vermeiden. Aber auch in Kneipen, oder in den Laboren der Experimentalphysiker. Solche findet man halt nur auf Sonne, Mond und Sternen nicht.

[Faber]

---Anfang Teil 1/4---

Man sollte da mit dem Impuls arbeiten, bin für eine Rakete im All, die eine gegebene Masse hat, sagen wir mal 100 t. Nun ist hier Tonne an Tonne gereiht und zwischen jeder ist eine gespannte Feder. In jeder Tonne sind Messeinrichtungen und die Spannung jeder Feder ist gleich. Dann wird die erste Tonne, die hinterste durch eine Feder "abgestoßen", nun könnte man sagen, man hat selber beschleunigt, die Tonne würde ruhen und man bewegt sich von dieser weg, oder man ruht weiter und hat nur die Tonne beschleunigt, oder Tonne und Rakete sind nun beschleunigt worden und das in Abhängigkeit der gegebenen Masse von 1 t und 99 t.

Anstelle einer Rakete aus Tonnen im All, nehmen wir eine Magnetschwebebahn in einer evakuierten Röhre. N = 1001 zylinderförmige, tonnenartige Waggons der Masse m, die mittels gespannter Federn verbunden sind.

Wir mieten Elon Musks Vakuum-Röhre im kalifornischen Hawthorne und installieren unsere Magnetschwebebahn darin. Die tonnenartigen Waggons beschriften wir mit W0, W1, ..., W1000.

Jede der 1000 Federn habe die Federenergie A gespeichert. Wir nennen sie A, da sie in unserem Versuch die zur Beschleunigung der Waggons aufgewendete Arbeit darstellt.

Unsere x-Achse legen wir entlang der Röhre, sie befindet sich zunächst in Ruhe in bezug auf die Röhre, die x-Werte wachsen in derselben Richtung wie die Waggonnummern.

Der Versuch besteht darin, die gespannte Feder zwischen W0 und W1 zu lösen, so daß sich der Waggon W0 gegenüber der Röhre in negative x-Richtung bewegt und die Waggons W1...W1000 in positive x-Richtung. Dabei wird die Federenergie A in kinetische Energie der Waggons umgesetzt.

---Ende Teil 1/4---

[Faber]

---Anfang Teil 2/4---

Berechnung der resultierenden Geschwindigkeiten v0 (Waggon W0) und v1 (Waggons W1...W1000).

Aufgrund der Impulserhaltung gilt:







Die zwecks Beschleunigung aufgewendete Arbeit A (Federenergie) wird in kinetische Energie umgesetzt, es gilt wegen der Energieerhaltung:



Wir ersetzen in dieser Gleichung v1 durch -0,001 v0 und lösen nach v0 auf:



Wegen v1 = -0,001 v0 gilt




Nun die Gegenrechnung. Wir prüfen, ob die Energieerhaltung erfüllt ist. Entspricht die "verbrauchte" Federenergie der "gewonnenen" kinetischen Energie?















Das haut hin. Die Energieerhaltung ist nicht verletzt.

---Ende Teil 2/4---

[Faber]

---Anfang Teil 3/4---

Sei nun die x-Achse in bezug auf den Wagen W0 in Ruhe. Dann wird die gesamte Federenergie A in kinetische Energie der Wagen W1...W1000 umgesetzt.

Der Wagen W0 ruht nun sowohl vor als auch nach dem Auslösen der Feder:



Die Wagen W1...W1000 ruhen vor dem Auslösen der Feder und bewegen sich danach mit:





Die Federenergie müßte in die kinetische Energie E' = A umgesetzt werden:















Der Energieerhaltungsatz wird verletzt, da nicht E' = A gilt. Daniel K. hatte weiter oben bereits darauf hingewiesen, daß es sich so verhält.

Sei nun die x-Achse in bezug auf die Wagen W1...W1000 in Ruhe, dann ergibt sich in analoger Rechnung, daß der Energieerhaltungsatz ebenfalls verletzt wird.


---Ende Teil 3/4---

[Faber]

---Anfang Teil 4/4---

Wir haben beispielhaft gesehen, daß der Energieerhaltungssatz verletzt wird, sobald die x-Achse nicht in bezug auf Elons Röhre ruht. Ruht sie aber in bezug auf Elons Röhre, dann ist der Energieerhaltungssatz nicht verletzt.

Ein an Elons Röhre fixiertes Bezugssystem ist damit ein ausgezeichnetes Bezugssystem. Wir können natürlich auch woanders eine zweite Röhre installieren, auch in den Weiten des Äthers. Solange sie in bezug auf Elons Röhre ruht, wird auch in ihr der Energieerhaltungssatz genau dann nicht verletzt, wenn wir unser Bezugssystem an ihr fixieren. Man nennt solche Bezugssysteme erdfest.

Die Verletzungen des Energieerhaltungssatzes zeigen an, daß die relativen Geschwindigkeitswerte gegenüber den wahren Geschwindigkeitswerten i.a. mit Artefakten der Beobachterperspektive verfälscht sind. Nur in erdfesten Bezugssystemen entsprechen die relativen Geschwindigkeitswerte den wahren Geschwindigkeiten. Um wahre Geschwindigkeiten zu messen, muß man sie in bezug auf erdfeste Bezugssystem messen.

Die wahre Geschwindigkeit der Erde ist 0.

Fazit: Aus der klassischen Mechanik folgt, daß die Erde gottseidank absolut ruht. Experimentalphysiker und Ingenieure wissen, daß die klassische Mechanik im Rahmen weiter Teile der modernen Technik die Beobachtungen sehr gut beschreibt.

---Ende Teil 4/4---

[Dino]

@Faber
Du betrachtest immer nur die Hälfte der Problems, du übersiehst das dritte newtonsches Axiom Actio et Reactio.
Und als weiteren Tipp: Sieh dir die geometrischen Eigenschaften einer Parabel an.

Warum die "Kritiker" immer gleich die Physik und nie sich selbst in Frage stellen ist mir ein Rätsel.

Und um meinen Berufsstand zu verteidigen, ist ja echt peinlich: Es sind verhält sich nur eine kleine Minderheit der Ingenieure so wie der TE, die meisten verstehen Newton und/oder wissen um die Grenzen ihrer Ausbildung.