Zwillingsparadoxon: Unterschrift-Aktion aus den USA

[Hannes]

Hallo Mike !

Eine Beharrungskraft(?) die keine(!) Beschleunigung hervorruft ist keine Kraft, sondern schlichtweg überflüssiger Unsinn.

Noch etwas fällt mir zu dem Thema Beschleunigungskraft ein:
Ein Satellit, der um die Erde kreist, "fällt " praktisch um die Erde herum.
Die Kraft, die dieses Fallen bewirkt, ist die Gravitation. Normalerweise bewirkt die Gravitation eine Beschleunigung. Hier aber nicht ! Der Satellit behält seine Geschwindigkeit im Orbit bei, ohne von der Gravitation beschleunigt zu werden.
Also müsste man denken, auch die Gravitation sei keine Kraft, weil sie in diesem Fall keine Beschleunigung verursacht.
Wie stellst du dir dabei die Zusammenhänge vor ?
Nach deiner Aussage ist eine Kraft, die keine Beschleunigung hervorruft,schlichtweg überflüssig.
Bitte nicht gleich als Unsinn abtun,ich habe mich selbst schon gefragt, ob meine Meinung kein Unsinn wäre. Aber ich suche eine bessere Erklärung.

Mit Gruß
Hannes

[rmw]

Dann hätten beide Kräfte die gleiche Richtung, und wären nicht einander entgegen gesetzt.

Deine beiden Darstellungen entsprechen beide gleich wenig den Tatsachen.
Jede Berechnung (z.B. Festigkeit) eines drehenden Teils erfolgt, wie gesagt, mit Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft.

[Ernst]

Dass irgendwer an der RWTH-Aachen durch die Massenträgheitskraft das 3.Newtonsche Gesetz verletzt sehen will zeigt nur dass auch in manchen Instituten der angewandten Mechanik RT-hörige "Experten" herum sitzen.

Nicht nur da sitzen diese RT_hörigen_Experten. Diese verkappten Aliens haben eine Invasion gestartet. Diese Verschwörer sitzen inzwischen überall, sie haben alle die hunterte Darstellungen, Erklärungen und Animationen in die von mir velinkten Quellen hineingeschummelt. Und das schon seit über 40 Jahren, soweit ich das überblicken kann. Aber natürlich war auch schon d'Alembert ein prophetischer RT_Höriger. Und mittels Gehirnwäsche ist es diesen Aliens nun auch gelungen, solche bekannten RT-Kritiker wie Harald umzuprogrammieren.

Rettet die Physik nach "Hausverstand" des Hannes. Die kleine mutige aufrechte Truppe um Chief und rmw hält die Fahne der "Trägheitskraftrettung im IS BS" tapfer aufrecht und verläßt sich auch auf die Siegeszuversicht des Scharo, der selbstbewußt die Beschleunigung aus den Umkehrpunkten des Federmassesystems eliminiert, welche diese RT-Aliens dort fixiert haben.

Profan kann man alternativ auch annehmen, daß das alles Einbildung ist und in Wahrheit dein Dozent dir die Mechanik unzureichend vorgetragen hat oder Du diese Dinge einfach nicht verstanden hast; daß 99% der Studenten das richtig verstanden haben, und Du eben zu den 1% der übrigen gehörst . Gewöhnlich tragen diese Dozenten vor, daß nach Newton die Beschleunigung infolge Ungleichgewicht eingeprägter Kräfte berechnet wird. Weiter lehren sie, daß die Beschleunigung in beschleunigten Bezugssystemen mittels eines Kräftegleichgewichtes mit zusätzlich eingeführten Trägheitskräften nach d'Alembert berechnet wird. Und weiter machen sie deutlich, daß man gleichwertig nach Newton oder d'Alembert rechnen kann. Wobei die Variante nach d'Alembert mathematisch vereinfachende Vorteile bringen kann. Und daher werden in der Ingenieurtechnik Bewegungen und Beanspruchungen verbreitet nach d'Alembert berechnet. Sie wissen nur nicht, daß sie von den Aliens umgekrempelt wurden.

Und wenn Du Dich nun auch umkrempeln lassen willst in die Technische Mechanik, dann wäre das zu lesen

Nachhilfe 1

Nachhilfe 2

Nachhilfe 3

Und besonders auch Nachhilfe 4
.

Gruß
Ernst

[Lothar Pernes]

Zur Belebung der Diskussion sind vlt. die folgenden Anmerkungen hilfreich.

Lege ich einen Stahlwürfel mit der Masse von 1kg auf eine ebene Tischplatte, dann bleibt er im Laborbezugssystem (Tisch) in Ruhe. Auf den Würfel wirkt eine Gravitationskraft von 9,81 kg m / s². Da der Würfel nicht in den Tisch einsinkt und in Richtung Erdmittelpunkt beschleunigt, muss auf ihn eine entsprechende Gegenkraft wirken. Der Tisch ist eine "Zwangsbedingung" und die Gegenkraft eine "Zwangskraft". Wir haben ein statisches Kräftegleichgewicht.

Man möge sich nun die folgenden Fragen stellen und ggf. auch beantworten:

1. Wodurch unterscheidet sich die Gravitatiosnkraft von der Zwangskraft (abgesehen von der Richtung)?
   
2. Wodurch unterscheidet sich eine Trägheitskraft (Scheinkraft) von einer Zwangskraft?
   
3. Wodurch unterscheidet sich die Gravitationskraft von einer Trägheitskraft (Scheinkraft)?

Wer sich diese offensichtlich zielgerichteten Fragen überlegt, kommt zu folgenden Antworten:
Der jeweilige Unterschied hängt vom speziellen Fall ab.
Bei dem hier diskutierten speziellen Fall eines Kreisbahn-Umlaufs einer Masse gilt, wenn man die Wikipedia-Definition der Zwangskraft (Zwangskraft steht senkrecht zur Bahnkurve, Masse wird auf Bahnkurve gehalten) zugrunde legt:

1. Bei Kreisbahn ist die Gravitation eine Zwangskraft, da sie senkrecht zur Bahnkurve wirkt, und verhindert, daß die Masse von der Bahn nach aussen abweicht.

2. Bei Kreisbahn ist auch die dabei auftretende Trägheitskraft, also die Zentrifugalkraft, eine Zwangskraft, da sie senkrecht zur Bahnkurve wirkt, und verhindert, daß die Masse nach innen von der Bahn abweicht.
Die Zentrifugalkraft ist demnach als Zwangskraft hier keine Scheinkraft.

3. Bei Kreisbahn sind Gravitationskraft und Zentrifugalkraft zueinander entgegengesetzt gerichtet und im Gleichgewicht. Deshalb müssen beide Kräfte von der gleichen Kategorie sein: Echte, reale physikalische Kräfte vom Typ Zwangskraft. Eine Scheinkraft ist deshalb hier auszuschließen.

Als weiteren Beweis für die gleichrangige Bedeutung von Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft als Zwangskräfte bei Kreisbahn ist ihre gleichbleibende, von der Zeit unabhängige Größe, so daß sie keine Arbeit verrichten, beim Kreisumlauf also die Energie gleichbleibt.

Dies alles gilt für alle Bezugssysteme.

Die drei Fragen von fb557… sind deshalb mit der logischen Konsequenz zu beantworten, daß es bei einem Kreisbahn-Umlauf keinen Unterschied zwischen der Gravitationskraft und der Zentrifugalkraft hinsichtlich ihrer Bedeutung als echte, reale, physikalisch zwingend erforderliche Zwangskräfte gibt.
Die Zentrifugalkraft ist deshalb keine Scheinkraft, sondern eine echte, reale, physikalisch zwingend erforderliche Zwangskraft wie die Zentripetalkraft bzw. die Gravitationskraft auch.

Vielen Dank, fb557…, für Deine wirklich hilfreichen Anmerkungen: Sie haben eine deutliche logische Konsequenz zugunsten der Zentrifugalkraft und gegen die Scheinphysik von Ernst und Co.

Diese faire Argumentationshilfe von seiten eines Relativisten verdient Respekt und Anerkennung.

Zum Dank dafür will ich hier (als Revanchehilfe) noch festhalten:

Im ruhenden Labor messe ich mit der Federwaage die Gravitationskraft. Im Sessel des Karussells messe ich mit der Federwaage die Summe aus Gravitationskraft und Zentrifugalkraft (nicht Zentripetalkraft). Warum soll also die Zentrifugalkraft weniger real sein, als die Gravitationskraft? Ich kann sie rein messtechnisch nicht unterscheiden.

Und hierzu die sehenswert dümmlich-arrogante Antwort von Ernst:

Nanu. Bei Dir erstaunt mich solche Ungereimtheit, um nicht zu sagen physikalische Unbedarftheit. Es sollte physikalisch etwas Bewanderten wohl bekannt sein, daß die Gravitation eine eingeprägte Kraft liefert, die im Falle der Planetenrotation in Form der Zentripetalkraft auftritt. Die Zentrifugalkraft dagegen gehört in die Kategorie der Schein- bzw. Trägheitskräfte, die real nicht existierend als Berechnungsterm in beschleunigten Bezugssystemen verwendet werden. Und da meinst Du, so ein Rechenterm wäre real und ließe sich messen? Trägheitskräfte sind naturgemäß nicht meßbar. Trägheitskräfte sind nämlich mathematische Ausdrücke, welche mit realer Kraft nichts gemeinsam haben. Sie besitzen insbesondere auch keine Reaktionskräfte. Alles 1x1 der Mechanik.

Wie ersichtlich, sind die Anmerkungen von fb557… auch als geistreiche Revanche an Ernst für dessen dümmlich-arrogante „Belehrungen“ anzusehen. Auch dafür sei fb557… gedankt.

Mit freundlichen Grüßen
L. Pernes

[Hannes]

Hallo Herr Solkar !

Es ist eine, vmtl durch eindimensionale Betrachtungen im MIttelstufenunterricht mitverurachte, weitverbreitete falsche Auffassung, dass "Beschleunigung" immer bedeutet, dass sich der Betrag der Geschwindigkeit ändert; jene Auffassung ist aber eben nicht korrekt, da es für das Vorliegen einer Beschleunigung genügt, dass sich der Geschwindigkeitsvektor irgendwie ändert, und sei es nur seine Richtung.

Es freut mich, dass Sie offenbar bereit sind, mit mir auf gleicher Augenhöhe zu diskutieren.Da ich auch nicht mehr der Jüngste bin,vertrage ich eine Behandlung "von oben herab" auch nicht.
Ihre Mathematikkenntnisse sind anzuerkennen. Mathematik ist aber nur ein Teil der Physik.
Mein Professor hat immer gesagt: In der Physik müsst ihr euch etwas vorstellen können.

Im vorliegenden Fall der Umlaufbahn eines Satelliten werden Sie sicher nicht die Formel der Gravitationsbeschleunigung anwenden können, da der Satellit mit gleichbleibender Geschwindigkeit seine Bahn zieht. Sie werden die Auswirkung der Trägheit auch als Vektor (rot) in Ihre Rechnung einbeziehen müssen.

Zur Diskussion um die Animation eines Karussels muss ich nur sagen,dass sich die verschiedenen Bezugssysteme auf gar keinen Fall auf die Berechnung auswirken dürfen. Im Gegenteiligen Fall ist sicher ein Denkfehler in der Rechnung.

Mit Gruß
Hannes

[rmw]

Weiter lehren sie, daß die Beschleunigung in beschleunigten Bezugssystemen mittels eines Kräftegleichgewichtes mit zusätzlich eingeführten Trägheitskräften nach d'Alembert berechnet wird.

Ich habe überhaupt nichts gegen d`Alembert. Ansetzen der Gleichgewichtsbedingung. Verwendung der Massenträgheitskraft als ganz normale Kraft. Die Zentrifugalkraft existiert als ganz normale Kraft, was sie ja auch ist. Welches Wort d´Alembert für die die Massenträgheitskraft im Französischen verwendet hat weis ich nicht, aber möglicherweise ist der Begriff Scheinkraft einfach nur eine wenig sinnvolle Übersetzung. In meinem H/M/S kommt das Wort Scheinkraft jedenfalls überhaupt nicht vor, Zentrifugalkraft dagegen oft.

Was das Erfinden von IS Beobachtern betrifft so ist das einfach eine Anpassung an die RT, sonst nichts. Eine Kraft verschwindet nicht wenn man eine Drehbewegung aus einem IS beobachtet. Dazu, dass diese Sichtweise zum Teil auch Eingang in die angewandte Mechanik gefunden hat ist keine Verschwörung notwendig. Narren gibt es einfach genug.

[Ernst]

Ich habe überhaupt nichts gegen d`Alembert. Ansetzen der Gleichgewichtsbedingung. Verwendung der Massenträgheitskraft als ganz normale Kraft. Die Zentrifugalkraft existiert als ganz normale Kraft, was sie ja auch ist.

Was normal ist, ist Ansichtssache. Den Kern hast Du immer noch nicht gepackt. Ich hoffte, Du würdest kurz in den angegebenen Links lesen. Ich hatte die Stellen herausgesucht, weil sie Dir glasklar beschreiben, daß die Anwendung der d'Alembertschen Methodik einer Berechnung im beschleunigten Bezugssystem entspricht. In den beschleunigten Bezugsystemen werden eben zusätzlich zu den eingeprägten Kräften diese Trägheitskräfte/Scheinkräfte als mathematische Korrektur zum Erhalt eines praktisch zu verifizierenden Ergebnisses verwendet.
Im unbeschleunigten Bezugssystem sind sie solche Kräfte überhaupt kein Thema. Da erfolgt die Rechnung mit elementar Newton nur mittels der eingeprägten Kräfte.
Bei der Behandlung des drehenden Karussels/Kugel am Faden im Laborsystem sind deshalb Trägheitskräfte, wie die Zentrifugalkraft eine ist, gar kein Thema.

Die Konfusion entsteht dadurch, daß in der Ingenieurpraxis kaum nach Newton, sondern aus Gründen der mathematischen Praktikabilität fast ausschließlich nach d'Alembert gerechnet wird und so diese Methodik in Fleisch und Blut übergeht, daß man dann bei der Kugel natürlich eine Zentrifugalkraft ansetzt. Man arbeitet dann aber im beschleunigten Bezugssystem. Praktisch muß man sich nicht stets daran erinnern. Aber es ist nun mal so. Und in Abbildungen von zu behandelnden Systemen kann man den Vektor eben gleichwertig in Richtung der Beschgleunigung (Newton) oder entgegen ansetzen (d'Alembert). Man muß nur angeben, welche Methodik gelten soll. Was aber überhaupt nicht geht und daher grottenfalsch ist, ist die Darstellung von Zentrifugalkräften in bewegten Animationen, welche sich auf das Laborsystem beziehen.

Wenn Du Dir die ganz kleine Mühe machen kannst, meine zuletzt angegebenen Links (jeweils nur die aufgerufene Seite) zu lesen, können wir uns weiteres ersparen.

Gruß
Ernst

[Ernst]

Wie ersichtlich, sind die Anmerkungen von fb557… auch als geistreiche Revanche an Ernst für dessen dümmlich-arrogante „Belehrungen“ anzusehen. Auch dafür sei fb557… gedankt.

Hier kommt nun das allgemeine Relativitätsprinzip zum Tragen, wanach die dümmlich-arrogante "Belehrung" von Ernst relativ zu einem Nullwissen von Lothar dann doch ein gewisses angehobenes Niveau besitzen muß.

3. Bei Kreisbahn sind Gravitationskraft und Zentrifugalkraft zueinander entgegengesetzt gerichtet und im Gleichgewicht. Deshalb müssen beide Kräfte von der gleichen Kategorie sein: Echte, reale physikalische Kräfte vom Typ Zwangskraft. Eine Scheinkraft ist deshalb hier auszuschließen.

Das Nullniveau wird hier mittels der Beschreibung der Kreisbewegung einer Kugel im Laborsystem definiert:

Lotharphysik:
Zwei auf eine Masse wirkende gleich große entgegengesetzte echte reale Kräfte bewirken eine Beschleunigung dieser Masse auf eine Kreisbahn.

Damit wirst Du zweiter Vorsitzender im Club der Scheinphysiker.
Den ersten Vorsitz hat unangefochten nach wie vor scharo mit seiner Physiknummer:
Die Beschleunigung einer Masse im Feder-Masses-System hat in den Amplitudenpositionen Null zu sein.

Ernst

[scharo]

Lieber Harald,

bei allem Respekt, Du beschreibst einige Sachen richtig, dann in gleichem Atemzug widersprichst Du das Bereitsgeschriebene:

„Körper A zieht B an und Körper B zieht A an. Dadurch entsteht für jeden Körper eine Zentripetalkraft gerichtet zum Schwerpunkt des Systems.“

So weit richtig, jedoch eine Zentripetal- ohne Zentrifugalkraft existiert nicht. Wenn beide Körper sich nur anziehen, sodann stürzen sie sich aufeinander.

„Sind die Körper durch ein Seil verbunden, wird das Seil durch die Trägheit der Körper gespannt, also durch ihr Bestreben, sich voneinander zu entfernen (rote Pfeile).“

Falsch und richtig! Weder die Trägheit der Körper noch das Bestreben können ein Seil spannen. Die roten und grünen Pfeile zeigen Geschwindigkeiten und keine Kräfte. Nur Kräfte können ein Seil spannen – und diese Kräfte fehlen in Deinem Zeichnung.

„Das Seil wird demnach von beiden Seiten her gespannt.“

Richtig! Womit wird das Seil gespannt??? S.o. - weder Trägheit noch ein Bestreben kannst Du in eine physikalische Formel oder Beschreibung einbinden. Das, was Du schreibst ist Esoterik, wo Bestreben, Willen, Energien ein Seil spannen können, aber keine Physik. In der Physik können nur Kräfte das Seil spannen. Und die ganze Welt nennt diese Kräfte Zentrifugal. Und dass das Seil gespannt ist, kannst wohl nicht leugnen.

„... dass hier eine Zentrifugalkraft, die vom Zentrum aus radial nach außen zeigen würde, nicht beteilgt ist und auch nicht beteiligt sein muss!“

Falscher geht es nicht mehr! „vom Zentrum aus radial nach außen zeigen würde“ - Wer bitte schön hat so einen Unsinn behauptet! Halt, ja, das war Ernst & Fendt, die die „Reaktionskraft“ der Gondel oben am Mast gezeigt haben. Der Ursprung der Trägheitskraft, hier Zentrifugal, wird übereinstimmend mit dem Ursprung der Zentripetalkraft gezeichnet und ist ihr entgegengerichtet.

„Diese Kräfte werden aber nicht vom Zentrum aus ausgeübt, wie es der Name Zentrifugalkraft suggerier, ...“

Das muss aber Deine eigene Interpretation sein!

„...sondern von außen, durch die Trägheit der Körper“

Richtig, und deswegen heißt diese Kraft, die aus der Trägheit stammt, Trägheitskraft.

Denke bitte nach und schreibe hier keine esoterische Begriffe für Kräfte, die Du selbst beschreibst!

Liebe Grüße

[scharo]

@ Contravariant

„Auf der anderen Seite ruht die Gondel im mit-rotierenden BS, während sie im äußeren BS eine Kreisbahn beschreibt.
Mich würde jetzt interessieren wie identische Kräfte und eine identische Bewegungsgleichung zu unterschiedlichen Bewegungen führen“

Kinderkram. Aber wenn Du nicht imstande bist, selbst so was zu beantworten:
Oben, Sicht des mitbewegten Beobachters: Statik, die schwarze G-Kraft ist ihm bekannt, da er sie spürt und kennt. Eine rote Kraft, die nach außen gerichtet ist, ist aber offensichtlich und real vorhanden, da er sie auch spürt, was aber wichtiger ist, sie hält die Kette der Gondel gespannt und in Schrägstellung. Eine blaue Gegenkraft verhindert, dass die Gondel unter der Wirkung der schwarzen nach unten fällt und unter Wirkung der roten nach Außen fliegt. Alles in Butter – Kräfteparallelogramm – Körper in Ruhe. Wenn Du eine andere Erklärung hast, her damit!

Unten: Genau das Gleiche, nur hier kennt der Beobachter die Kräfte unter anderen Namen: rot = Zentrifugal; blau = Resultierende aus Zentripetal und G-Gegenkraft. Alles in Butter – Kräfteparallelogramm – Körper in relative Ruhe – er beschreibt weder eine Bewegung nach unten, noch in Richtung Zentrum, noch in Richtung nach Außen – Betrachtungsschnitt parallel zu Drehachse – so wie im Zeichnung.
Der Unterschied ist, dass der Körper (Gondel) sich jetzt im Kreis bewegt – Betrachtungsschnitt quer zur Drehachse. Die Geschwindigkeit ist konstant, der Körper hat einen konstanten Impuls. Zeichnest Du den Geschwindigkeitsvektor, wirst Du konstatieren, dass nur die Richtung dessen sich ändert, der Betrag bleibt konstant – indirekt wird die Richtungsänderung auch als Delta v bezeichnet und somit wird auch eine Art Beschleunigung zugeschrieben.

Nun, nehmen wir den Fall an, es existierte nur die Kraft nach innen – die Zentripetal. Sie müsste dann eine Geschwindigkeit nach innen begründen. Zeichne dann die Geschwindigkeitsparallelogramm und wundere Dich! Die Resultierende wird schon die neue Richtung zeigen, aber auch einen höheren Betrag. Und dass das nicht der Fall ist, ist Dir bestens bekannt.
Um diese Geschwindigkeit nach innen zu eliminieren, müssen wir annehmen, dass F = m*a nicht stimmt, oder dass eine Gegenkraft die Wirkung der Zentripetalkraft neutralisiert.
Was in den Lehrbüchern steht ist uns bekannt (Beschl. Vektor senkrecht z. Geschw. Vektor), auch Deine Berechnung.
Aber, wenn man an einer antriebslos fliegenden Rakete ein Düsenantrieb senkrecht zur Bewegungsrichtung zündet, fliegt die Rakete exakt nach der Geschwindigkeitsparallelogramm mit einer höherer Gesamtgeschwindigkeit. Oder ist die Geschwindigkeitsparallelogramm ein Unfug?
Die Lösung des Problems ist offensichtlich wo anders gelagert. Wäre es möglich, dass der Vektor der Zentripetalkraft doch nicht exakt senkrecht zur v steht? – so was ist denkbar.

Bislang hast Du dich nicht klar zum Streitthema geäußert. Ist Deiner Meinung nach die Zentrifugalkraft real oder nicht?


@ fb557...

„Man möge sich nun die folgenden Fragen stellen und ggf. auch beantworten:
1. Wodurch unterscheidet sich die Gravitatiosnkraft von der Zwangskraft (abgesehen von der Richtung)?
2. Wodurch unterscheidet sich eine Trägheitskraft (Scheinkraft) von einer Zwangskraft?
3. Wodurch unterscheidet sich die Gravitationskraft von einer Trägheitskraft (Scheinkraft)?“

Zu 1.: Mit nichts, beide sind Fernwirkungskräfte bedingt durch Kraftfelder.
Zu 2.: Meinst Du die reale Trägheitskraft oder die empfundene Scheinkraft aus der Sicht eines beschleunigten Beobachters?
Wenn Trägheitskraft: Mit nichts, außer mit subjektiv verpassten Namen.
Zu 3.: Bereits unter 2 u. 3 beantwortet.

Viele Grüße