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Grundlagen der Physik - Das Nachhilfeforum

638 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Physik, Grundlagen ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Grundlagen der Physik - Das Nachhilfeforum

19.06.2022 um 23:47
Zitat von kuno7kuno7 schrieb:Die eigentliche Frage war aber, kann eine Beschleunigung überhaupt negativ sein und diese Frage würde ich immer noch mit ja beantworten.
Frage ist, was man am Ende unter Beschleunigung versteht. Landläufig ist damit meistens meistens der Betrag des Vektors gemeint - und der ist immer positiv.

Bei einem Vektor selbst tu ich mich ein bisschen schwer, das Konzept positiv/negativ überhaupt anzuwenden. Für mich ist das eine Eigenschaft, die skalare Größen besitzen. Bei einem Vektor weiß ich noch nicht mal, was ich mir unter einem negativen Vektor überhaupt so richtig vorstellen soll. Wie wäre denn ein negativer Vektor überhaupt definiert?


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19.06.2022 um 23:51
@Chemik

Wie schon gesagt, wenn die Geschwindigkeitsänderung negativ is, und die Beschleunigung als Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit definiert is, dann kann der Betrag der Beschleunigung jedenfalls negativ sein.
Wo also liegt hier mein Denkfehler, wenn ich falsch liege?

mfg
kuno


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20.06.2022 um 00:14
Zitat von kuno7kuno7 schrieb:@Chemik

Wie schon gesagt, wenn die Geschwindigkeitsänderung negativ is, und die Beschleunigung als Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit definiert is, dann kann der Betrag der Beschleunigung jedenfalls negativ sein.
Wo also liegt hier mein Denkfehler, wenn ich falsch liege?

mfg
kuno
Der Betrag eines Vektors ist immer positiv.

Und auch die Geschwindigkeitsänderung ist ein Vektor. Wie soll denn eine negative Geschwindigkeitsänderung aussehen?
Zitat von ChemikChemik schrieb:Bei einem Vektor selbst tu ich mich ein bisschen schwer, das Konzept positiv/negativ überhaupt anzuwenden. Für mich ist das eine Eigenschaft, die skalare Größen besitzen. Bei einem Vektor weiß ich noch nicht mal, was ich mir unter einem negativen Vektor überhaupt so richtig vorstellen soll. Wie wäre denn ein negativer Vektor überhaupt definiert?



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20.06.2022 um 00:21
@kuno7

Nein, nicht der Betrag ist negativ. Liest Du was ich schreibe?

Man muss einfach verstehen wie richtig mit Vektoren gerechnet wird. Das zwei in dieselbe Richtung zeigen oder einer genau entgegengesetzt sind Sonderfälle bei denen dann der Betrag (welcher immer positiv ist) direkt addiert oder subtrahiert werden kann.

Du verwechselst hier die Subtraktion als Rechnung mit dem Betrag des Vektors.

Rechnet man das immer vollständig richtig, stellt sich die Frage gar nicht erst.


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20.06.2022 um 00:25
@kuno7

Du willst einen negativen Beitrag addieren, kommt dasselbe bei raus, führt aber zu dem Verständnisproblem das Du hier hast.

Subtrahiere den positiven Beitrag und alles passt prima.


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20.06.2022 um 00:28
Zitat von ChemikChemik schrieb:Wie soll denn eine negative Geschwindigkeitsänderung aussehen?
Geschwindigkeitsänderung is nach meinem Verständnis Endgeschwindigkeit minus Anfangsgeschwindigkeit. Wenn die Endgeschwindigkeit kleiner is als die Anfangsgeschwindigkeit, dann is das Ergebnis negativ.

mfg
kuno


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20.06.2022 um 00:47
Zitat von kuno7kuno7 schrieb:Wie soll denn eine negative Geschwindigkeitsänderung aussehen?

Geschwindigkeitsänderung is nach meinem Verständnis Endgeschwindigkeit minus Anfangsgeschwindigkeit. Wenn die Endgeschwindigkeit kleiner is als die Anfangsgeschwindigkeit, dann is das Ergebnis negativ.

mfg
kuno
Aber wir reden hier immer noch von Vektoren. Das könnte dann z.B. so aussehen:
v_{end} - v_{anfang} = \left(\begin{array}{c} 10 \\ -5 \\ 8 \end{array}\right) -
\left(\begin{array}{c} 12 \\ -3 \\ 4 \end{array}\right)
= \left(\begin{array}{c} -2 \\ -2 \\ 4 \end{array}\right)


Welche Geschwindigkeit ist jetzt hier die größere? und ist das Ergebnis positiv oder negativ?


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20.06.2022 um 02:09
@kuno7

https://www.studimup.de/abitur/geometrie/vektoraddition-und-subtraktion/

Schau es Dir doch mal. Und warum uberliest Du meine Beiträge an Dich?


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20.06.2022 um 02:30
@uatu

Ich sah Dich vorhin hier schreiben, aber Beitrag kam nicht.

Egal, ich grübel nun ein wenig was negativer Raum sein könnte, müsste, für Eigenschaften hätte.

Da mir aber schon die Vorstellung eines physikalischen Objektes mit einer negativen Kantenlänge fehlt, geht da nichts.

Bei negativer Masse gibt es ja lustige Eigenschaften, zum Beispiel was die Trägheit angeht. Die Beschleunigung ist der Kraft entgegengerichtet.

...


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20.06.2022 um 06:35
@Chemik:
Zitat von ChemikChemik schrieb:Sind Beschleunigungsvektor und Geschwindigkeitsvektor parallel, dann wird beschleunigt, sind sie hingegen antiparallel, dann wird gebremst.
Beschleunigung und Abbremsung sind keine Gegenstücke, auch wenn das umgangssprachlich häufig so gehandhabt wird. Jede Änderung des Geschwindigkeitsvektors eines Objekts ist eine Beschleunigung:

\vec{a} = \frac{d\vec{v}}{dt}


Im eindimensionalen Fall hat eine von Null verschiedene Beschleunigung damit eindeutig ein positives oder negatives Vorzeichen (wobei eine negative Beschleunigung bei einer negativen Geschwindigkeit zu einer Erhöhung des Betrags der Geschwindkeit führt). Da man im mehrdimensionalen Fall dem Beschleunigungsvektor insgesamt kein Vorzeichen zuordnen kann, kann man entweder die Vektorkomponenten einzeln betrachten (die jeweils für sich eindimensional sind), oder -- was in vielen Fällen das sinnvollste sein wird -- die Änderung der Bahngeschwindigkeit. Das ist letztendlich eine Transformation auf einen eindimensionalen Fall (wobei keine negativen Geschwindigkeiten, wohl aber negative Beschleunigungen möglich sind). Die meisten Verwendungen des Begriffs "negative Beschleunigung" dürften sich auf die Bahngeschwindigkeit beziehen.
Zitat von ChemikChemik schrieb:
v_{end} - v_{anfang} = \left(\begin{array}{c} 10 \\ -5 \\ 8 \end{array}\right) - \left(\begin{array}{c} 12 \\ -3 \\ 4 \end{array}\right) = \left(\begin{array}{c} -2 \\ -2 \\ 4 \end{array}\right)


Welche Geschwindigkeit ist jetzt hier die größere? und ist das Ergebnis positiv oder negativ?
Die Bahngeschwindigkeit von vend beträgt ca. 13,75, die Bahngeschwindigkeit von vanfang beträgt 13, die Differenz und damit die Beschleunigung sind also positiv. Alternativ kann man, wie erwähnt, die Komponenten einzeln betrachten.


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20.06.2022 um 06:38
@nocheinPoet:
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb:... negativer Raum ...
Das ist mir zu philosophisch. ;)


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20.06.2022 um 08:45
Zitat von ChemikChemik schrieb:Aber wir reden hier immer noch von Vektoren. Das könnte dann z.B. so aussehen:
Tut mir leid, diese Gleichung verstehe ich leider nich, meine Mathematik endet nach 10 Jahren POS (vor dem Abitur).
Zitat von ChemikChemik schrieb:Welche Geschwindigkeit ist jetzt hier die größere? und ist das Ergebnis positiv oder negativ?
Daher kann ich diese Frage nich beantworten, vielleicht gibt es einen einfacheren Weg das Problem aufzuzeigen.
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb:Und warum uberliest Du meine Beiträge an Dich?
Ich hab alle deine Beiträge gelesen und auch das, was du verlinkt hast. Ich hab auch verstanden, das Vektoren grundsätzlich nich negativ sein können und da die Beschleunigung ein Vektor is, gilt dies eben auch für die Beschleunigung.
Ich möchte das Problem aber gern verstehen und nich nur das Ergebnis lesen. So ganz eindeutig scheint die Lösung aber auch nich zu sein.

mfg
kuno


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20.06.2022 um 12:03
@kuno7:
Zitat von kuno7kuno7 schrieb:... das Vektoren grundsätzlich nich negativ sein können und da die Beschleunigung ein Vektor is, gilt dies eben auch für die Beschleunigung.
Mehrdimensionale Vektoren sind weder positiv noch negativ. Sie haben kein Vorzeichen. Die Komponenten des Vektors (im Fall eines kartesischen Koordinatensystems die Beschleunigung in x-, y-, und z-Richtung) haben jedoch ein Vorzeichen, und können dementsprechend auch negativ sein.

Ausserdem ist im mehrdimensionalen Fall i.d.R. sowieso die Bahnbeschleunigung gefragt. Z.B. hat man ja im Auto auch keine drei Tachos für x-,y, und z-Geschwindigkeit. Der Tacho zeigt die Bahngeschwindigkeit an (die sich aus den Komponenten als \sqrt{v_x^2+v_y^2+v_z^2} ergibt). Ändert sich diese positiv, ist die Beschleunigung positiv, ändert sich diese negativ, ist die Beschleunigung negativ.


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20.06.2022 um 17:44
Zitat von kuno7kuno7 schrieb:Ich hab alle deine Beiträge gelesen und auch das, was du verlinkt hast. Ich hab auch verstanden, das Vektoren grundsätzlich nicht negativ sein können und da die Beschleunigung ein Vektor ist, gilt dies eben auch für die Beschleunigung. Ich möchte das Problem aber gern verstehen und nicht nur das Ergebnis lesen. So ganz eindeutig scheint die Lösung aber auch nicht zu sein.
Nun gut, höre ich ja gerne, also dass Du die liest, hoffe Dein Problem ist nun entschwunden, @uatu hat das ja sehr schön aufgearbeitet und zerlegt und erklärt.

Nimm das Positiv und Negativ einfach als Angabe für die Richtung bei einer Beschleunigung die Parallel zur Bewegung in einem gegebenen System erfolgt. Also zu fährt, beschleunigt positiv und beim Bremsen eben negativ. Wird er von einem LKW - was keiner will - seitlich auf einem Übergang getroffen, ist die Beschleunigung eben seitlich und man kommt mit positiv und negativ nicht weiter.

@uatu

Zum negativen Raum, da fand ich auch philosophisch keinen Ansatz, da braucht es wohl was die die String- oder Quanten-Loop-Theorie. Wie dem auch sei, ich dachte mir, ein Raum in dem man mehr als etwas nehmen kann, so dass darin dann nicht etwas sondern weniger als etwas wäre. Eventuell negative Energie, oder negative Materie, was weiß ich.

Eventuell könnte man da rein mathematisch eine Beschreibung finden, aber auch da fehlt mir das Wissen zu. Aber ich danke Dir mal hier für Deinen Einsatz.


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20.06.2022 um 20:41
Erstmal Danke an
@nocheinPoet
@uatu
@Chemik
für eure Mühe, den Sachverhalt so detailliert aufzudröseln, ich hoffe dabei auch was gelernt zu haben.
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb:Nun gut, höre ich ja gerne, also dass Du die liest, hoffe Dein Problem ist nun entschwunden
Entschwunden is vielleicht das falsche Wort, ich fühle mich eher in meiner ursprünglichen Ansicht bestärkt, nur mit jetz etwas Zusatzwissen über die Berechnung von Vektoren in mehrdimensionalen Räumen.
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb:Nimm das Positiv und Negativ einfach als Angabe für die Richtung bei einer Beschleunigung die Parallel zur Bewegung in einem gegebenen System erfolgt. Also zu fährt, beschleunigt positiv und beim Bremsen eben negativ.
Eben dies war ja meine Vorstellung, vor dem Beginn unserer Diskussion. Vielleicht haben wir einfach nur aneinander vorbei geredet.

mfg
kuno


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20.06.2022 um 20:49
@kuno7

Nun ja, mag sein wir haben uns missverstanden, mir ging es primär schon um etwas, denn ich kenne das Problem aus vielen anderen Diskussionen. Bekannt ist ja, Beschleunigung ist absolut, Geschwindigkeit relativ und so kam es eben öfter vor, dass Leute glaubten, negative Beschleunigung müsste zwingend immer eine Abnahme der Geschwindigkeit bedeuten und zwar absolut, also System unabhängig.

Dahinter versteckt sich der Glaube, man könnte doch wo eine absolute Geschwindigkeit gegenüber dem Raum selber haben und eine negative Geschwindigkeit macht langsamer.

Es geht ja weiter, Masse und Geschwindigkeit ergeben ja kinetische Energie, und es gibt/gab hier auch im Forum User, die anderen erklärten, diese kinetische Energie wäre eine intrinsische Eigenschaft eines Objektes. So wie die Ruhemasse eben eine solche sei.

Also etwas wie "Ladung", je schneller ein Objekt sich im Raum bewegt, desto größer seine kinetische Energie und dann legten sie darauf auch noch Einstein mit der Relativitätstheorie, was nur zu Chaos führte.

Fakt ist aber, wenn Geschwindigkeit relativ ist, ist es auch kinetische Energie, sie kann nicht auf dem Objekt hockend für das Objekt gemessen werden, sie ist relativ. Ich bin da etwas pedantisch allgemein, also hier ist es ja schon wichtig, aber auch sonst, ich schreibe lieber von der Unbestimmtheitsrelation als von der Unschärferelation, weil letzteres es eben nicht richtig beschreibt. Denn da ist ja nicht zwingend etwas unscharf, man kann es nicht beliebig genau bestimmen.


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20.06.2022 um 21:07
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb:aber auch sonst, ich schreibe lieber von der Unbestimmtheitsrelation als von der Unschärferelation, weil letzteres es eben nicht richtig beschreibt.
Ha! 😀 Da bin ich ganz bei Dir. So viel verstehe ich denn wohl doch noch, hoffe ich 😄

Aber auch ansonsten denke ich selbst als Laie zu verstehen, dass Geschwindigkeit eben nicht absolut ist, ergibt eben keinen Sinn in anbetracht der Dinge (Raum und so).
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb:Fakt ist aber, wenn Geschwindigkeit relativ ist, ist es auch kinetische Energie, sie kann nicht auf dem Objekt hockend für das Objekt gemessen werden, sie ist relativ.
Mal blöd gefragt, gilt denn auch für die potenzielle Energie, oder?


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20.06.2022 um 21:11
Zitat von nocheinPoetnocheinPoet schrieb:Bekannt ist ja, Beschleunigung ist absolut, Geschwindigkeit relativ und so kam es eben öfter vor, dass Leute glaubten, negative Beschleunigung müsste zwingend immer eine Abnahme der Geschwindigkeit bedeuten und zwar absolut, also System unabhängig.
Das die Beschleunigung System unabhängig nich absolut sein kann, hattest du mit deinem "Schiff Beispiel" schon recht einleuchtend erklärt, hat mir nur nich wirklich geholfen, weil es mir darum zu keiner Zeit ging.
Mir ging es darum, ob Beschleunigung negativ sein kann und offenbar kann sie dies auch, nur is diese Aussage in ihrer Pauschalität offensichtlich etwas ungenau.

mfg
kuno


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20.06.2022 um 21:11
@skagerak

Also nein, die kannst Du am Objekt mit einem Newtonmeter messen. Der Apfel am Baum hat eine bestimmte Energie im Gravitationsfeld.


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