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Schwierigkeit der Längenkontraktion

2.164 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Zeit, Physik, Raum ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Schwierigkeit der Längenkontraktion

13.03.2018 um 19:54
@pluss
Zitat von plusspluss schrieb:Gut, du zeigst hier einen groben Lösungsweg auf, aber keine wirkliche Lösung deiner Aufgabe.
War das nur der erste Teil und der Rest kommt noch?
Das hat mit der Lösung noch gar nichts zu tun, das war nur eine kurze Zusammenfassung das Vierervektoren nichts mysthisches sind sondern eigentlich genauso zu händeln sind wie stinknormale 3D Vektoren.


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13.03.2018 um 20:13
@pluss
Zitat von plusspluss schrieb:Das gesamte Buch würde für dich Sinn machen.
Nein und Dir hat es auch nur geschadet. Die SRT und die LT wird im Netz wirklich gut erklärt, ...

Zitat von plusspluss schrieb:Der relativistische Pythagoras wird von Seite 132 bis 160 erklärt. Aber wie gesagt, ich werde sicherlich keine 28 Seiten kopieren. Kauf dir das Buch, nötig hättest du es meiner Ansicht nach. Abgesehen davon, versuche erst mal die markierten Teile zu verstehen, damit du deinen Irrtum erkennst.
... das mit dem "relativistischen" Pythagoras da ist Mumpitz, hat ja auch @mojorisin vorab schon erklärt, im Netz findet sich unter "relativistischer Pythagoras" nur unter dem Begriff gar nichts und allgemein auch nichts weiter.

Ich verstehe wirklich die Gleichung, eben wie auch @mojorisin und eben darum sagen wir Dir ja auch Selbes dazu, benennen den Fehler den Du noch immer machst gleich.

Du musst endlich begreifen, dass "relativistisch" grundsätzlich immer nur dann zieht, wenn es wo zwei zueinander bewegte Systeme gibt und Größen wie Geschwindigkeiten oder Impuls eben dazwischen transformiert werden sollen.

Hast Du nur ein System gibt es da nichts mit "relativistisch". Klar es geht Dir richtig auf den "Sack" wenn Du immer wieder hörst, Du liegst falsch, irrst, verstehst es nicht, aber was erwartest Du? Sollen wir Dich anlügen? Auf Seite 100 im ersten Beitrag findest Du alle Rechnungen, genaue Erklärungen, mal sehen was @mojorisin dazu sagt, wenn er die Zeit findet da mal rüber zu lesen.

Ich sparre mir es heute Abend Dir noch mal Deinen Fehler in der Gleichung aufzuzeigen, @mojorisin hat es ja schon grob getan, meine hübschen Gleichungen mit Nummern und in Gold gibt es dann erst wieder später.


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13.03.2018 um 21:47
@pluss

Auf Seite 212 findest du exakt das was ich bei der Anwendung deiner Formeln die ganze Zeit anprangere:

Dort steht (ich zitiere da sicherer mit Urherberrecht):
w = \sqrt{v^2 + u^2 - \frac{v^2u^2}{c^2}}


v ist sdie Geschwindigkeit des Raumschiffes bzw. der Billiardplatte aus aus Sicht des äußeren Beobachters, u ist die GEschwindigkiet der Billiardkugel aus SIcht des Billiardspielers
https://books.google.de/books?id=CyrCCwAAQBAJ&pg=PA212&dq=weing%C3%A4rtner+relativit%C3%A4tstheorie+seite+212&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjA38zOlerZAhWFsKQKHfheAXMQuwUIKjAA#v=onepage&q=weing%C3%A4rtner%20relativit%C3%A4tstheorie%20seite%20212&f=false

Es werden die GEschwindigkeiten aus zwei unterschiedlichen Inertialsystemen verwurstelt. WEnn du aber schreibst:

\mathbf{u} =\sqrt{ u^2_x +u^2_y - \frac{u^2_yu^2_x}{c^2}}


dann sind das alles Geschwindigkeiten aus demselben INertialsystem. Das ist nicht was im Buch steht.


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14.03.2018 um 21:32
@mojorisin

So wie ich es mir gedacht habe, @pluss hat die Gleichung genommen, Namen von Variablen geändert, gar nicht verstanden was die Gleichung genau macht, auch nicht richtig nachgelesen, oder es gelesen aber dennoch nicht verstanden und so mal wieder Murks fabriziert. Und dann uns darauf blöde von der Seite angemacht. :D




@pluss

So, wie schaut es aus, bist Du nun zumindest mal in dem Punkt bereit einzulenken? Denn genau das haben wir Dir erklärt, ich habe es Dir sogar im Detail aufgezeigt und Stück für Stück vorgerechnet. Seite 100 erste Beitrag, solltest den echt mal richtig lesen.

...


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15.03.2018 um 14:02
@pluss
Zitat von plusspluss schrieb:Deine Annahme das der Impuls von Kugel 1 vollständig an Kugel 2 übertragen wird ist in einem GE selbstverständlich zulässig und auch physikalisch korrekt.
Ist es nicht und deine Aussage gilt auch schon klassisch nicht. Dazu die einfachste Beispielrechnung zum Stoß anhand des 1D nichtrelativistischen Stoßes:

Clipboard01
von hier: https://www.leifiphysik.de/mechanik/erhaltungssaetze-und-stoesse/zentraler-elastischer-stoss

Gegeben sind die Werte vor dem Stoß:

m_1, m_2, \vec{v_1} und \vec{v_2}

Gesucht sind die Geschwindigkeiten nach dem Stoß:
\vec{v'_1} und \vec{v'_2}

(Variablen nach dem Stoß sind hier markiert mit dem gestrichenen Index. WICHTIG: bitte Variablen mit dem Strich nicht verwechseln mit Variablen mit Strich bei anderen Aufgaben zur SRT. In diesem Fall hier zeigt der Index ob eine Variable für vor oder nach dem Stoß steht, nicht für ein anderes Koordinantensystem):

Dann stellt man den Energieerhaltungssatz auf bei dem die gesamt Energie vor dem Stoß gleich dem Energie:

\large (1) \qquad E_1 + E_2 = E'_1 + E'_2

(1) ausgeschrieben lautet:

\large (2) \qquad \frac{1}{2} m_1 v^2_1 + \frac{1}{2} m_2 v^2_2 = \frac{1}{2} m_1 v'^2_1 + \frac{1}{2} m_2 v'^2_2

Dann stellt man den Impulserhaltungssatz auf:

\large (3) \qquad \vec{p_1} + \vec{p_2} = \vec{p'_1} + \vec{p'_2}

Man schreibt auach das auch, wobie man die Vektornotation nicht benötigt beim 1D Stoß da RIchtung und Betrag automatisch gleich sind:

\large (4) \qquad m_1 v_1 + m_2 v_2 = m_1 v'_1 + m_2 v'^2

Formel (3) und (4) werden kombiniert und nach v'_1 und v'_2 aufgelöst.
(Den nächsten Schritt kann man in Detial nachlesen hier: https://www.leifiphysik.de/mechanik/erhaltungssaetze-und-stoesse/zentraler-elastischer-stoss : Das erste grüne Feld)

\large (5) \qquad v'_1 = \large \frac{m_1v_1+m_2(2v_2-v_1)}{m_1+m_2}

\large (6) \qquad v'_2 = \large \frac{m_2v_2+m_1(2v_1-v_2)}{m_1+m_2}

Nun was bedeutetd deine Aussage:
Zitat von plusspluss schrieb:Deine Annahme das der Impuls von Kugel 1 vollständig an Kugel 2 übertragen wird ist in einem GE selbstverständlich zulässig und auch physikalisch korrekt.
Die bedeutetd das v'_1 = 0 sein muss.
Lassen wir beim GE Kugel 2 vor dem Stoß ruhen bedeutet das:

\large (7) \qquad v'_1 = \large \frac{m_1v_1-m_2v_1}{m_1+m_2} = 0

Das heißt derBruch muss null werden. DAs geht nur wenn der Zähler null wird. Physikalsich bedeutet das der Impuls nur unter theoretisch zwei Bedingungen vollständig übertragen werden kann (wobei nur eine sinnvoll ist):

Fall 1: v1 = 0

\large (8) \qquad v'_1 = \large \frac{m_1 \cdot 0-m_2 \cdot 0}{m_1+m_2} = 0

Man sieht die Gleichung stimmt, ist aber für den Fall die bedeutungslose Lösung. Bewegt sich Kugel 1 und Kugel 2 vor dem Stoß nicht dann gibt es auch keinen Stoß. v'1 ist dann natürlich = 0.

Der 2. Fall ist gleiche Massen: m1 = m2 = m

Dann kürzen sich alle Terme im Zähler zu 0 und Gleichung (7) wird zu:

\large (9) \qquad v'_1 = \large \frac{m_1v_1-m_2v_1}{m_1+m_2} = \large \frac{mv_1-mv_1}{m_1+m_2} = \large \frac{0}{m_1+m_2} = 0

Wie man sieht, nur wenn die Massen gleich schwer sind und Kugel 2 ruht kann der komplette Impuls abgegeben werden. Ruht Kugel 2 nicht verschwindet der nachfolgende Term aus Gleichung (5) nicht.

\large (10) \qquad m_2 (2v_2-v_1) = 2m_2v_2-m_2v_1

Das hier das einfachste Beipiel eines vollelastischen Stoßes: 1D und nichtrelativistisch und es zeigt deutlich das wir nicht generell annehmen können das Impulse komplett abgegeben werden könne.

Des Weiteren möchte ich noch ANmerkungen machen zu 2D Stößen:
In zwei und drei Dimensionen gibt es keine geschlossenen Formeln mehr, mit denen die Geschwindigkeiten nach einem elastischen Stoß aus den Massen der beiden Stoßpartner und ihren Anfangsgschwindigkeiten berechnet werden können.

  • In zwei Dimensionen haben wir vier Unbekannte (jeweils zwei Komponenten der Geschwindigkeitsvektoren 3 und 4 nach dem Stoß), aber nur drei Gleichungen für die Erhaltungsgrößen (die kinetische Energie Ekin, ein Skalar, sowie die Komponenten Px und Py des Vektors des Gesamtimpulses).
  • In drei Dimensionen haben wir sechs Unbekannte (jeweils drei Komponenten der Geschwindigkeitsvektoren 3 und 4), aber nur vier Gleichungen für die Erhaltungsgrößen (kinetische Energie Ekin, Komponenten des Vektors des Gesamtimpulses Px, Py, Pz).


Es gibt deshalb in zwei und drei Dimensionen keine allgemeine eindeutige Lösung ohne die Angabe von weiteren Randbedingungen - das macht Billard so interessant!
von: https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/data/FB13-PhysikOnline/lm_data/lm_282/auto/kap06/cd155.htm

Eine der Randbedingungen bei 2D Stößen ist unter welchen Stoßwinkel die Objekte gestoßen haben. In unserem Fall geht es aber noch weiter den wir haben nicht nur einen 2D Stoß sondern den auch noch relativistischen.

Daher wird aus:

\large (11) \qquad \vec{p} = m\vec{u}

der relativistische Impuls
\large (12) \qquad \vec{p} = \gamma m \vec{u}

Das heißt selbst bei gleichen Massen kürzt sich, wenn wir das einfach mal trivial in Gleichung (9) einsetzen würden, der Zähler nicht mehr einfach raus.

Die einzige Möglichkeit 2D relativistische STöße zu rechnen ist wie es hier gezeigt wird:

http://math-wiki.com/images/a/a9/Morin,_David-Introductory_Classical_Mechanics,_With_Problems_and_Solutions_(2003)(519s).pdf (Archiv-Version vom 28.03.2018)
PDFViewer: Seite 425

oder hier:

http://www.umich.edu/~ners311/CourseLibrary/bookchapter02.pdf (Archiv-Version vom 28.03.2018)
Seite: 14

Mein Fehler hier war davon auszugehen das 2D Stöße einfach zu händeln sind, sind sie aber nicht, vor allem nicht die relativistischen (Keine Angst meine Lösung kommt trotzdem).

Solch Aussagen:
Zitat von plusspluss schrieb am 25.02.2018:Ich habe sie allerdings durch einem "Eindimensionalen elastischen Stoß" erweitert, in der Hoffnung dass du oder neP wenigstens diese vereinfachte Version mathematisch lösen könnt.
zeigen dann aber wie wenig du darüber weißt über was du eigentlich redest.

Den dann kommen Rechnungen raus wie hier:
Beitrag von pluss (Seite 103)

Was man immer macht bei Stoßrechnung ist die Impulserhaltungsgleichungen ((1) + (2)) und die Energieerhaltungsgleichungen ((3) + (4)) niederzuschrieben. Das ist bei all deinen Rechnungen zum Stoß nirgends auch nur im kleinsten Ansatz zu sehen.


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16.03.2018 um 14:46
@mojorisin

Und glaubst Du @pluss wird nun mal Farbe bekennen oder ein wenig zurückruder? Oder wird er das nächste Kaninchen aus dem Hut zaubern? Vermutlich musst er ein paar Wochen seine Wunden lecken.



Oder @pluss wie schaut es aus? Dir wurde sogar nun mithilfe dem originalen Text aus Deinem Buch zweifelsfrei belegt, dass Du die Formel falsch wiedergegeben hast, dass Du falsche Variablen eingeschraubt hast, Deine Rechnung somit falsch und für die Tonne ist.

Und es hat sich damit bestätigt, dass @mojorisin und ich, was die Darstellung und eben Richtigstellung, die Gleichung richtig korrigiert haben. Meine Rechnung dazu auf Seite 100, erster Beitrag somit natürlich richtig ist.

Also, wie schaut es aus, Butter bei die Fische, Du hast doch immer mal wieder hier groß getönt, Du willst ja lernen, die Dinge richtig verstehen, bist bereit auch Fehler zuzugeben.

Und, wäre das nicht gerade mal eine günstige Gelegenheit ein wenig zumindest da in die Spur zu rudern?


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18.03.2018 um 11:09
@alle die interessiert sind

@pluss
Zitat von plusspluss schrieb am 13.03.2018:War das nur der erste Teil und der Rest kommt noch?
SO hier ist der erste Teil. Stark angelehnt an der Rechnung von hier:
http://www.umich.edu/~ners311/CourseLibrary/bookchapter02.pdf (Archiv-Version vom 28.03.2018)

Dafür bediene ich mich auch den Variablen die dort genannt werden:

Clipboard01Original anzeigen (0,2 MB)

Zuerst will ihc zeigen wieso es SInn mach in das Ruhesystem einer der Kugeln zu transformieren. Dazu sind zuerst die Augangsgleichungen im System in dem beide Kugeln bewegt sind;

Clipboard01

Transformieren wir in das Ruhesystem der Kugel 2 erhatlen wir für die Ausgangsgleichungen:

Clipboard01

Man sieht das im Ruhessystem der Kugel 2 der Impulsterm vor dem Stoß wegfällt da der IMpuls der Kugel 2 vor dem Stoß = 0 ist. AUch die Gesamtenergie der Kugel 2 vor dem SToß reduziert sich zur Ruheenergie mc2. (Der Übersichtlichkeitshalber sind im zweiten BIld in den Gleichugnen die Beziehcnugnen ' und rot weggelassen. Die Gleichungen bezihen sich aber natürlich auf die vor dem Stoß horizontal bewegte Kugel 1 und die ruhende Kugel 2)

NUn was ist gesucht? Der Winkel der beiden Kugeln nach dem Stoß zur x-AChse:

Clipboard01

Der Winkel θ gibt das Verhältnins der IMpulse und damit Geschwindigkeiten der beiden Kugeln nach dem Stoß an. (Vorbemerkung: Beim nichtrelativistischen Stoß gilt generell θ = 90)

Um diesen WInkel nu zu bestimmen müssen wir die Gleichugnen zur Impuls- und Energieerhaltugn aufstellen. Im folgenden wird nun nützlich sein das wir die Kugeln aus dem Ruhesystem einer Kugel beschrieben da bestimmte Term wegfallen:

Clipboard01

In diesem Bild sehen wir nun die Erhaltungsgleichungen für die Kugeln vor und nach dem Stoß. Gleichung (1) ist der Energieerhaltungssatz der besagt die Energie vor dem Stoß ist gleich der Energie nach dem Stoß. Gleichung (2) ist der IMpulserhaltungssatz der besagt IMpulse vor dem Stoß sind gleich der Impulse nach dem Stoß. Da Kugel 2 ruht ist auf der linken Seite von(2) nur der Impuls der Kugel 1 zu sehen, der Impuls der Kugel 2 ist ja null. Bei Gleichung (4) ist γ2,vS = 1 da die Kugel 2 vor dem Stoß ruht und somit γ = 1 ist.

DIe Frage ist jetzt: WIe erhalten wir aus diesen Gleichugnen den WInkel θ?

Zuerst kann man die Massen aus den Gleichungen herauskürzen zur Übersichtlichkeit. Achtung das geht nur weil wir angenommen haben das die Masssen der Kugeln gleich sind. Man sieht mit unterschiedlichenMassen wird das ganze gleich wieder komplizierter.

Im nächsten Schritt kann man Glechung (3) & (4) quadrireren und dann (4) von (3) subtrahieren. DAs mag etwas willkürlich erscheinen ist es aber nicht. WIr wissen (3) enstpricht der Energieerhaltung und (4) der Impulserhaltung.

SChrieben wir das mal aus: (3)2 - (4)2 --> E2 - p2
E2 - p2 kommt bekannt vor das ist die invariante Masse. Das funktioniert in diesem Fall da wir einen volleslastischen Stoße haben bei dem die Massen erhalten sind und nicht in Energie umgewandelt werden.

NUn wie kommen wir von da an aber weiter zu gesuchten WInkel? Zuerst müssen wir die Terme vereinfachen:

Clipboard01

Oberes Bild zeigt die Vereinfachung am linken Term. Man multipliziert dfie Binomischen FOrmeln aus un erhält ein etwas unhandliches Konstrukt. Dann kann man sich aber an der Tabelle orientieren und sieht das gilt: γ2(1-β2) = 1. DAs ist unheimlich hilfreich. Der zweite Punkt ist der das die gezeigte Multiplikatiuon zweier Vektoren für das Skalarprodukt steht:

Das Skalarprodukt zweier Vektoren gibt uns die Möglichkeiten den WInkel zu berechnen. Details dazu:
Wikipedia: Skalarprodukt

Der Rest folt im Prinzip der Rechnung im ersten Link ich werde aber noch etwas ausführlicher dazu posten.


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18.03.2018 um 11:46
Anmerkung zum letzten Bild:

Das komplette Resultat zeigt die Gleichung nachdem auch der rechte Term vereinfacht wurde, und kann so im PDF Link eingesehen werden. Der rechte Term wird dabei etwas aufwändiger als der linke, da man zwei binomische Formeln hat. Im Prinzip macht man aber das gleiche wie links. Man multipliziert die binomischen FOrmeln aus, arrangiert die Terme neu, sodass man alle quadratischen Terme die γ und β enthalten so schreiben kann: γ2(1-β2) und vereinfacht dann.


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18.03.2018 um 12:30
@mojorisin

Nice, aber Dir ist schon klar, dass @pluss nichts davon versteht? Er scheint ja eh mal wieder richtig zu schmollen. :D


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18.03.2018 um 13:00
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb:Nice, aber Dir ist schon klar, dass @pluss nichts davon versteht?
Das ist gut möglich, wer weiß. @pluss kann gerne seine Ansichten hier posten. Was ich zeigen will ist wie relativistische Stoßberechnungen im Prinzip funktionieren und wie die Berechnungen dahinter funktionieren. Im Prinzip sind diese Rechnungen alle noch sehr einfach gehalten und beruhen nur auf grundlegendener Mathematik mit normaler Vektorrechnung wie sie z.B. in der Oberstufe gelehrt wird.

Wichtig aber auch hier: Man sich schon mit dem Thema bzw. den Gleichungen auseinandersetzen sonst kommt man nicht dahinter. Auch gedanklich einfache Prozesse wie ein "simpler 2D Stoß" müssen erst berechnet werden. Grundsätzlich wichtig ist es aber auch das man lernt zu rechnen mit Variablen und nicht mit konkreten Zahlen.

Der zweite Teil kommt noch und wenn man letzendlich den konkrete FOrmel für den Winkel hergeleitet hat kann man am Schluss auch mal Zahlen einsetzten. Viel mehr Einsicht bekommt man aber bei Grenzwertbetrachtungen. Z.B. bei sehr kleinen Energien geht der Winkel gegen 90°.

Naja mehr dazu später.


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18.03.2018 um 23:25
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb:(Vorbemerkung: Beim nichtrelativistischen Stoß gilt generell θ = 90)
Nein, der Ablenkwinkel hängt vom Stoßwinkel ab. Du versuchst hier aber einen zentralen elastischen Stoß zu berechnen.
Bei einem nicht zentralen elastischen Stoß ergibt \theta_1 + \theta_2 immer 90°, unabhängig davon ob die Geschwindigkeiten relativistisch sind oder nicht.


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18.03.2018 um 23:36
@pluss
Zitat von plusspluss schrieb:Bei einem nicht zentralen elastischen Stoß ergibt θ1+θ2 \theta_1 + \theta_2 θ1​+θ2​ immer 90°, unabhängig davon ob die Geschwindigkeiten relativistisch sind oder nicht.
Diese Aussage ist schlicht falsch. Dem widerspricht auch diese Grafik:

Clipboard01
http://www.umich.edu/~ners311/CourseLibrary/bookchapter02.pdf (Archiv-Version vom 28.03.2018)

Der Ablenkwinkel hängt von den kinetischen Energie der betieligten Partikel vor dem Stoß und den kinetischen Energien der Partikel nach dem Stoß ab und ist keinesfalls generell 90°. 90° ist der nichtrelativistische Grenzfall in dem eines der Partikel eine kinetische Energie << Ruheenergie hat.


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19.03.2018 um 00:14
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb:Diese Aussage ist schlicht falsch. Dem widerspricht auch diese Grafik:
Die Grafik bezieht sich auf einen zentralen Stoß von Quantenobjekten.
Liest du all die PDF's die du hier einstellst überhaupt?
The most common situation involves the scattering of a known projectile from a known target, where initial masses and velocities are known, to a set of final particles whose masses are known, but only the lighter product particle leaves the collision area. (For example, a proton scattering from a stationary nucleus, with a transformed nucleus and a neutron in the final state.) Since the heavier product particle stays in the collision area, it is unobserved, hence its velocity is not measurable, and we strive to eliminate it.
Quelle: 3 Seiten vor der Grafik, also Seite 12


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19.03.2018 um 00:36
@pluss
Zitat von plusspluss schrieb:Die Grafik bezieht sich auf einen zentralen Stoß von Quantenobjekten.
Liest du all die PDF's die du hier einstellst überhaupt?
Es geht um den Stoß von Partikeln der Masse m:
Problem: Find the opening angle of the resultant particles, when a relativistic particle of mass m , collides with an equal mass, at rest. Show explicitly the transition to the well-known non-relativistic limit?
Die Diskussion die du hier aufziehen willst zieht nicht. Die Gleichungen die ich hier gezeigt habe und von dem Link sind nicht mikroskopisch. Dann geht man nämlich in die relativistische Quantenmechanik ausgehend von der DIrac-GLeichung. Glaub mir die hier gezeigte Rechnung ist nicht quantenmechanisch. Und du willst da garantiert auch nicht hin ;)

Also kannst du dir dieses Ablenkungsmanöver schenken.


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19.03.2018 um 00:45
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb:Und du willst da garantiert auch nicht hin ;)
Ich nicht, aber nur weil es nichts mit meinem oder deinem GE zu tun hat. Aber du offensichtlich schon, wenn nicht, lese doch nochmals das PDF:
http://web.mit.edu/8.01t/www/materials/modules/chapter15.pdf (Archiv-Version vom 28.03.2018)
Hast du doch auch ins Spiel gebracht.


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19.03.2018 um 00:57
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb:Problem: Find the opening angle of the resultant particles, when a relativistic particle of mass m , collides with an equal mass, at rest. Show explicitly the transition to the well-known non-relativistic limit?
In Bezug auf dein GE:
cos \alpha = \sqrt { \frac {K_1 K_2} {\left ( K_1 + 2 mc^2 \right ) \left ( K_2 + 2 mc^2 \right )} }=83,73^{\circ}



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19.03.2018 um 01:26
Oder eben berechnet nach einer der vielen anderen von dir hier reingeklatschten PDF's, natürlich ebenfalls in Bezug auf dein GE bzw. deiner halbfertigen Berechnung dazu:
v_{1{,}i}=0{,}7858c

cos \theta_{1{,}f}=27^{\circ}

v_{1{,}f}=v_{1{,}i} cos \theta_{1{},f}=0{,}7c

\theta_{2{,}f}= tan^{-1} \left [ \frac {v_{1{,}f} sin \theta_{1{,}f}} {v_{1{,}i}-v_{1{,}f} cos \theta_{1{,}f}} \right ]=63^{\circ}

v_{2{,}f}= v_{1{,}i} sin \theta_{1{,}f}=0{,}357c



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19.03.2018 um 08:39
@pluss
Zitat von plusspluss schrieb:Ich nicht, aber nur weil es nichts mit meinem oder deinem GE zu tun hat. Aber du offensichtlich schon, wenn nicht, lese doch nochmals das PDF:
Lass doch diesen armseligen Versuch die vorgestellte Methodik in den Dreck zu ziehen. DAs zieht nicht. Die Gleichungen basieren rein auf den Annahmen der Energieerhaltung, der Impulserhaltung und der Relativitätstheorie. Und genau das sind auch die einzigen Grundannahmen die wir für das GE brauchen. Nirgendwo sind die Gleichungen limitiert auf bestimmte Gültigkeitsbereiche der Masse oder Ausdehnung.
Zitat von plusspluss schrieb:Oder eben berechnet nach einer der vielen anderen von dir hier reingeklatschten PDF's, natürlich ebenfalls in Bezug auf dein GE bzw. deiner halbfertigen Berechnung dazu:
Du leistest dir eine Überheblickeit die lässt einen staunen. Bevor du mit den hier vorgestellten Gleichungen Zahlenspiele vollführst lies dich lieber gescheit ein. Alle Materialien und Vorlagen sind verlinkt.

PS:
(1)
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb am 13.03.2018:Auf Seite 212 findest du exakt das was ich bei der Anwendung deiner Formeln die ganze Zeit anprangere:
Ist das Thema mit den von dir falsch genutzten Buchformeln durch?

(2)
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb am 15.03.2018: pluss schrieb:
Deine Annahme das der Impuls von Kugel 1 vollständig an Kugel 2 übertragen wird ist in einem GE selbstverständlich zulässig und auch physikalisch korrekt.

Ist es nicht und deine Aussage gilt auch schon klassisch nicht. Dazu die einfachste Beispielrechnung zum Stoß anhand des 1D nichtrelativistischen Stoßes:
Ist es dir jetzt klar das die Annahme das die Kugel 1 nicht den gesamten IMpuls abgeben kann nicht haltbar ist?


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19.03.2018 um 15:02
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb:Lass doch diesen armseligen Versuch die vorgestellte Methodik in den Dreck zu ziehen.
Das mache ich doch gar nicht. Ich bin nur der Ansicht das du mit allen deinen hier vorgestellten Lösungsversuchen deine These nicht stützen werden kannst. Ganz sicher möchte ich dich nicht davon abhalten alle durchzurechnen.
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb: Bevor du mit den hier vorgestellten Gleichungen Zahlenspiele vollführst lies dich lieber gescheit ein.
Was denn, sind die Resultate deiner Ansicht nach falsch?
Oder nennst du es Zahlenspiele weil du hier nur noch Gleichungen ohne Werte und Resultate aufzeigst.
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb:PS:
(1)

mojorisin schrieb:
Auf Seite 212 findest du exakt das was ich bei der Anwendung deiner Formeln die ganze Zeit anprangere:

Ist das Thema mit den von dir falsch genutzten Buchformeln durch?
Warum zitierst du den Teil vor der Gleichung nicht?
Ich mache es mal für dich:
Die Geschwindigkeit einer Kugel aus Sicht des äußeren Beobachters beträgt dann (Anwendung des relativistischen Pythagoras, siehe das Kapitel über die Kombination senkrechter Geschwindigkeiten):
w= \sqrt {v^2+u^2 - \frac {v^2 u^2} {c^2} }

v ist die Geschwindigkeit des Raumschiffs bzw. der Billardplatte aus Sicht des äußeren Beobachters, u ist die Geschwindigkeit der Billardkugel aus Sicht des Billardspielers. Die resultierende Geschwindigkeit w der Billardkugel aus Sicht des äußeren Beobachters soll im Folgenden mit w_{quer} bezeichnet werden. Eingesetzt ergibt sich:
w_{quer} = \sqrt {2 \cdot 0{,}6^2 - 0{,}36^2} = 0{,}768c
Der rot markierte Teil gefiel dir wohl nicht, weil, was ihr nicht kennt, gibt es nicht?
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb am 13.03.2018:Es werden die GEschwindigkeiten aus zwei unterschiedlichen Inertialsystemen verwurstelt.
Verwurstelt? Was möchtest du denn damit zum Ausdruck bringen? Etwa das die Gleichung (relativistischer Pythagoras) Blödsinn ist, weil ihr ihn nicht kennt und euch das Resultat nicht gefällt bzw. nicht euren Erwartungen entspricht?
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb am 13.03.2018:WEnn du aber schreibst:
\mathbf{u} =\sqrt{ u^2_x +u^2_y - \frac{u^2_yu^2_x}{c^2}}



dann sind das alles Geschwindigkeiten aus demselben INertialsystem. Das ist nicht was im Buch steht.
Ach, und du meinst weil es so nicht im Buch steht, muss mein Resultat falsch sein?

Bleibe mal bei deinem GE mit Kugel 1 und Kugel 2, darüber diskutieren wir hier schon über mehrere Seiten. In deinem Beispiel gibt es weder ein Raumschiff noch eine Billardplatte oder Billardspieler, sondern nur zwei Kugeln und einen äußeren Beobachter und somit auch nur ux und uy.

Deine Aufgabe verlangt das Kugel 1 ihren gesamten Impuls an Kugel 2 abgibt.
Der Impuls von Kugel 1 beträgt:
p_1= \gamma_{K_1} \cdot m_0 \cdot v_{K_1} = 1{,}4 \cdot 1kg \cdot 0{,}7c = 0{,}98kgc

Daraus folgt logischerweise eine Geschwindigkeit aus Sicht des äußeren Beobachters von:
u_x= \frac {c} {\sqrt {1+ \frac {m_0^2 c^2} {p_1^2} } }= \frac {1c} {\sqrt {1+ \frac {\left (1kg \right )^2 \cdot \left (1c \right )^2} { \left (0{,}98kgc \right )^2} } }=0{,}7c


Kugel 2:
p_2= \gamma_{K_2} \cdot m_0 \cdot v_{K_2} = 1{,}15 \cdot 1kg \cdot 0{,}5c = 0{,}5773kgc

Daraus folgt logischerweise eine Geschwindigkeit aus Sicht des äußeren Beobachters von:
u_y= \frac {c} {\sqrt {1+ \frac {m_0^2 c^2} {p_2^2} } }= \frac {1c} {\sqrt {1+ \frac {\left (1kg \right )^2 \cdot \left (1c \right )^2} { \left (0{,}5773kgc \right )^2} } }=0{,}5c


Nun wird die Geschwindigkeit der Kugel 1 auf Kugel 2 aus Sicht des äußeren Beobachters übertragen (durch einen vollkommen elastischen Stoß):

\mathbf u_2 = \sqrt {u_x^2 + u_y^2 - \frac {u_x^2 \cdot u_y^2} {c^2} } = \sqrt {\left (0{,}7c \right )^2 + \left (0{,}5c \right )^2 - \frac {\left (0{,}7c \right )^2 \cdot \left (0{,}5c \right )^2} {\left (1c \right )^2} }=0{,}7858c

Resultierende Geschwindigkeit auf der x-Achse aus Sicht des äußeren Beobachters:
u_{x_2}= \sqrt {\left (\mathbf {u_2} \right )^2 - \left (u_y \right )^2} = \sqrt {\left (0{,}7858c \right )^2 - \left (0{,}5c \right )^2}=0{,}606c

Resultierende Geschwindigkeit auf der y-Achse aus Sicht des äußeren Beobachters:
u_{y_2}= \sqrt {\left (\mathbf {u_2} \right )^2 - \left (u_{x_2} \right )^2} = \sqrt {\left (0{,}7858c \right )^2 - \left (0{,}606c \right )^2}=0{,}5c


Anders sieht es aus wenn die Addition der Geschwindigkeitsvektoren der Kugeln vertauscht wird, also Kugel 2 ihren Impuls vollständig an Kugel 1 durch einen vollkommen elastischen Stoß, aus Sicht des äußeren Beobachters, abgeben soll:
Kugel 1: v_{K_1} \lbrace 0{,}7c , 0 , 0 \rbrace= 0{,}7c
Kugel 2: v_{K_2} \lbrace 0 , 0{,}5c , 0 \rbrace =0{,}5c

Der Impuls von Kugel 1 beträgt:
p_1= \gamma_{K_1} \cdot m_0 \cdot v_{K_1} = 1{,}4 \cdot 1kg \cdot 0{,}7c = 0{,}98kgc

Daraus folgt logischerweise eine Geschwindigkeit aus Sicht des äußeren Beobachters von:
u_x= \frac {c} {\sqrt {1+ \frac {m_0^2 c^2} {p_1^2} } }= \frac {1c} {\sqrt {1+ \frac {\left (1kg \right )^2 \cdot \left (1c \right )^2} { \left (0{,}98kgc \right )^2} } }=0{,}7c


Kugel 2:
p_2= \gamma_{K_2} \cdot m_0 \cdot v_{K_2} = 1{,}15 \cdot 1kg \cdot 0{,}5c = 0{,}5773kgc

Daraus folgt logischerweise eine Geschwindigkeit aus Sicht des äußeren Beobachters von:
u_y= \frac {c} {\sqrt {1+ \frac {m_0^2 c^2} {p_2^2} } }= \frac {1c} {\sqrt {1+ \frac {\left (1kg \right )^2 \cdot \left (1c \right )^2} { \left (0{,}5773kgc \right )^2} } }=0{,}5c


Nun wird die Geschwindigkeit der Kugel 2 aus Sicht des äußeren Beobachters auf Kugel 1 übertragen:
\mathbf u_1 = \sqrt {u_x^2 + u_y^2 - \frac {u_x^2 \cdot u_y^2} {c^2} } = \sqrt {\left (0{,}7c \right )^2 + \left (0{,}5c \right )^2 - \frac {\left (0{,}7c \right )^2 \cdot \left (0{,}5c \right )^2} {\left (1c \right )^2} }=0{,}7858c

Resultierende Geschwindigkeit auf der y-Achse aus Sicht des äußeren Beobachters:
u_{y_1}= \sqrt {\left (\mathbf {u_1} \right )^2 - \left (u_x \right )^2} = \sqrt {\left (0{,}7858c \right )^2 - \left (0{,}7c \right )^2}=0{,}357c

Resultierende Geschwindigkeit auf der x-Achse aus Sicht des äußeren Beobachters:
u_{x_1}= \sqrt {\left (\mathbf {u_1} \right )^2 - \left (u_{y_1} \right )^2} = \sqrt {\left (0{,}7858c \right )^2 - \left (0{,}357c \right )^2}=0{,}7c


Nun lese nochmals Seite 207, hast dich ja auf die dort aufgeführte Gleichung berufen, und setze die obigen Beträge ein:
w_y=u_y \cdot \sqrt {1- \frac {u_x^2} {c^2}} =0{,}5c \cdot \sqrt {1- \left (\frac {0,7c} {1c} \right )^2}=0{,}357c


w_x=u_x \cdot \sqrt {1- \frac {u_y^2} {c^2}} =0{,}7c \cdot \sqrt {1- \left (\frac {0,5c} {1c} \right )^2}=0{,}606c


Wie du siehst kommt der gleiche Betrag heraus. Was du nicht verstehst und damals schon mit diesem Kommentar klar zum Ausdruck brachtest:
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb am 14.02.2018:Wieso erzielt die Kugel auf der x-Achse nur eine GEschwindigkeit von 0,606?
ist, das ein Geschwindigkeitsvektor nur dann vollständig auf einen anderen Körper übertragen werden kann, wenn es sich um einen vollkommen elastischen Stoß handelt und die Masse m_{\left (v \right )} des gestoßenen Körpers der Ruhemasse m_0 des stoßenden Körpers entspricht. Da aber laut deinem Beispiel beide Körper eine gleich große Ruhemasse besitzen, ist die dynamische Masse m_{\left (v \right )} des gestoßenen Körpers, da er einen Geschwindigkeitsvektor aufweist, größer als die Ruhemasse m_0 . Eben deshalb kann, obwohl der Impuls vollständig übertragen wird, der Geschwindigkeitsvektor nicht vollständig übertragen werden.

Nun nochmals zu deiner Aussage uy müsste in der Gleichung durch u'y ersetzt werden. Welchen Betrag hat denn u'y in deinem GE?
In deinem Beispiel kann überhaupt kein u'y [/latex] oder u'x eingesetzt werden, weil die Beträge 0c aufweisen würden. Wenn du da anderer Ansicht bist, frage ich dich mal direkt:

Welchen Geschwindigkeitsvektor weist Kugel 2 in deinem GE aus Sicht von Kugel 2 auf?
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb am 15.03.2018:Ist es nicht und deine Aussage gilt auch schon klassisch nicht. Dazu die einfachste Beispielrechnung zum Stoß anhand des 1D nichtrelativistischen Stoßes:
Das hat aber weder etwas mit meinem noch mit deinem GE zu tun. Es macht einen unterschied ob ein bewegter Körper parallel zur Bewegungsrichtung, oder senkrecht zur Bewegungsrichtung einen Impuls erhält. Wenn du eine Lösung suchst, dann schau dir lieber die in deinem Link an:
Sonderfall 2: Körper 1 hat eine wesentlich kleinere Masse als Körper 2; Körper 2
aca1204fdfa6 v1m2

Schau dir mal den markierten Teil an und berücksichtige, dass wir es mit relativistischen Geschwindigkeiten zu tun haben:
v_{1,nach}= \frac {m_{0,1}} {m_{\left (v \right ),2}} \cdot v_1 = \frac {1kg} {1{,}155kg} \cdot 0{,}7c = 0{,}606c

Vergleiche es mal mit der Gleichung auf Seite 207 auf die du dich berufst :
w_x=v_1 \cdot \sqrt {1- \frac {v_2^2} {c^2}}= 0{,}7c \cdot \sqrt {1- \left ( \frac {0{,}5c} {1c} \right )^2}=0{,}606c

Warum du der Ansicht bist das der Geschwindigkeitsvektor auf der x-Achse vollständig übertragen wird, auf der y-Achse jedoch nicht (siehe deine Berechnungen zu Fall 2), bleibt wohl dein Geheimnis. Allerdings solltest du da langsam mal eine Erklärung für liefern, denn ohne bleibt der Widerspruch bestehen und deine Ansicht damit haltlos. Oder glaubst du die Naturgesetze richten sich nach unserer Definition des Koordinatensystems? Wohl kaum oder.

Aber genau das ist bei dir und neP der Fall. Versucht man aus euren Darstellungen eine physikalische Gesetzmäßigkeit abzuleiten, gelangt man dazu, dass eure physikalische Gesetzmäßigkeit von der Achse eines gewählten Koordinatensystems abhängt. Wird bei euch erst auf der x-Achse beschleunigt und dann auf der y-Achse, wird der Impuls auf der y-Achse nicht vollständig in Geschwindigkeit umgesetzt. Wird erst auf der y-Achse beschleunigt und dann auf der x-Achse, wird der Impuls auf der x-Achse jedoch vollständig in Geschwindigkeit umgesetzt, und der Geschwindigkeitsvektor auf der y-Achse verringert sich. Der neP leistet sich dazu sogar noch einen Spruch:
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb am 05.03.2018:Nun komme ich dann mal zu dem zweiten "Fall", welcher sich von der Szenerie physikalisch in keiner Weise von dem ersten unterscheidet.
Ihr beide scheint nicht zu bemerken, dass diese Aussage nur auf meine Darstellung zutrifft. Denn bei mir ist nur die Reihenfolge der Impulsübertragung entscheidend, vollkommen unabhängig von einem frei wählbaren Koordinatensystem durch Menschen. Bei euch ist das eben nicht der Fall. Also, erkläre mal warum Impulse bei euch zu unterschiedlichen Wirkungen führen:


Die Zahlen 1 und 2 geben die Reihenfolge der Impulsübertragung an. Die rote Linie ist die resultierende der Geschwindigkeitsvektoren.

0ad3f8c4db24 kkmojonep

Wie man sieht spielt bei eurer Darstellung die Reihenfolge der Impulsübertragung keine Rolle, führt aber zu unterschiedlichen physikalischen Auswirkungen, so als wäre die x-Achse etwas Besonderes.


Bei meiner Darstellung ist die physikalische Auswirkung der Impulsübertragung nur von der Masse m(v) des Körpers abhängig. Koordinatensysteme, die ohnehin frei gewählt werden können, haben bei mir keinen Einfluss auf die physikalische Gesetzmäßigkeit.

a4767b145cb9 kkplus

Statt unzählige PDF’s zu durchstöbern, in der Hoffnung das du irgendein Formalismus entdeckst den ich nicht verstehe und gleichzeitig deine Darstellung untermauern könnte, solltest du dir lieber Gedanken machen wie du den hier aufgezeigten Widerspruch entkräften möchtest, wenn du schon die anderen hartnäckig ignorierst.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

19.03.2018 um 15:27
@pluss
Zitat von plusspluss schrieb:Der rot markierte Teil gefiel dir wohl nicht, weil, was ihr nicht kennt, gibt es nicht?
Natürlich verstehe ich was der Autor da macht. Er addiert zwei orthogonale Geschwindigkeiten wobei die zwei Geschwindigkeitswerte aus unterschiedlichen Inertialsystemen stammen. Daher muss eine Geschwindgkeit lorentztranfomiert werden damit man dann die korrekten Geschwindigkeiten im Pythagoras addiert.

Daher macht es aber keinen Sinn wen man die Formel anwendet wenn beide Geschwindigkeitswerte schon aus demseleben IInertialsystem stammen. Ist das denn so schwer zu verstehen?
Zitat von plusspluss schrieb:Ach, und du meinst weil es so nicht im Buch steht, muss mein Resultat falsch sein?
Nein sondern weil du eine Formel anwendest die nicht zum GE passt. Nochmal: Die Formel ist hergeleitet um senkrechte GEschwindigkeiten aus zwei unterschiedlichen INertialsystem zu verechnen. Beim Stoß sind die Geschwindigkeiten aus demselben IS vorgegeben. Wenn man Geschwindigkeiten schon aus einem IS hat braucht man diese auch nicht mehr lorentztransformieren.

Das sollte doch einleuchten oder nicht?
Zitat von plusspluss schrieb:Deine Aufgabe verlangt das Kugel 1 ihren gesamten Impuls an Kugel 2 abgibt.
ICh habe das geschrieben, das war aber Bullshit. Verstehst du? Ich habe da Schrott angenommen, denn
Impulse können nicht nach Belieben abgegeben werden.

Es muss nicht nur der Impulserhaltungssatz sondern auch der Energieerhaltungssatz eingehalten werden. Nur wenn man in den Rechnungen beides berücksichtigt kommen sinnvolle Resultate raus. Hast meine Beitrag zu Stößen im allgmeinen völlig ignoriert?
Zitat von plusspluss schrieb:Nun wird die Geschwindigkeit der Kugel 1 auf Kugel 2 aus Sicht des äußeren Beobachters übertragen (durch einen vollkommen elastischen Stoß):
Nochmal das geht nicht einfach so. Un dnochmal du machtst dort implizit eine lorentztransformation obwohl die Geschwindigkeitswerte alle aus demselben System gegeben sind. Du schreibst ja selbst:
Zitat von plusspluss schrieb: In deinem Beispiel gibt es weder ein Raumschiff noch eine Billardplatte oder Billardspieler, sondern nur zwei Kugeln und einen äußeren Beobachter und somit auch nur ux und uy.
Geschwindigkeiten müssen nur dann lorentztransformiert werden wenn man von einem Inertialsystem in ein anderes umrechnet. Wieso fällt dir denn das so schwer zu verstehen?
Zitat von plusspluss schrieb:Statt unzählige PDF’s zu durchstöbern, in der Hoffnung das du irgendein Formalismus entdeckst den ich nicht verstehe und gleichzeitig deine Darstellung untermauern könnte,
ICh habe drei PDF's verlinkt dazu wie man 2D Stöße relativistisch berechnet. Und so wird das eben gemacht, egal ob du das verstehst oder nicht. Aber falls du es nicht verstehst hilft es nicht, es einfach zu ignorieren und weiter den eigenen Stiefel durchzuziehen.


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