Was ist außerhalb des sich ausbreitenden Universums?

@delta.m | @skagerak | @perttivalkonen

So, ich möchte noch mal das Gedankenexperiment von @perttivalkonen aufgreifen und etwas vertiefen. Vorgabe war ja, es gibt nur eine Rakete und diese wäre das ganze Universum, es gäbe nichts außerhalb dieser Rakete.

Und darüber hinaus ist dieses Universum auch geschlossen, die rechte Seite der Rakete liegt ohne jede Lücke an der linken Seite an, die Decke berührt den Boden. Schlägt man also die rechte Wand ein, hat man die Rückseite der linken Wand vor sich, schlägt man diese auch noch ein, blickt man auf sich selber in der Rakete. Man sieht seinen eigenen Rücken und sich von hinten vor beiden eingeschlagenen Wänden stehen.

Nun können wir beide Wände auch verkleben, oder noch besser, wir schlagen eben mal beide ein, und ziehen nur noch eine einzige Wand hoch.

Denn im Grunde ist es auch nur eine Wand, gut, es sind zwei Wände direkt aneinander, ohne jede Lücke dazwischen. Dieses "dazwischen" das es nicht gibt, ist das "Außerhalb" das es eben auch nicht gibt.

In der Mathematik spricht man hier von Topologie, @perttivalkonen hatte es schon mal angesprochen, mit einer Raumdimension weniger finden wir so etwas zum Beispiel als Kugeloberfläche. Läuft man da los, kommt man immer wieder da an, wo man her kommt.

Hier mit der "Rakete" haben wir es nun mit einer Raumdimension mehr zu tun, wir haben eine Hyperkugel, welche einen begrenzten dreidimensionalen Raum als "Oberfläche" hat und dieser umschließt eben einen vierdimensionalen Raum.

So weit, so gut, zurück zur Rakete, ich hatte ja nun beide Wände abgerissen und gezeigt, es braucht da nur eine Wand, und es wird noch spannender, es ist egal wo wir im Raum diese nun aufbauen. Wer glaubt, da in der Rakete wären die beiden Stellen (jetzt eh nur noch eine) besondere Stellen im Raum, der irrt.

Wir reißen also alle Wände weg und können nun irgendwo an einer Stelle eine neue Wand bauen. Und schon sehen wir wieder zwei Wände, denn auch irgendwo hinter uns erscheint diese Wand.

Das ist wichtig zu verstehen.

So, nun mal zum "Triebwerk" der Rakete, welches @perttivalkonen zünden will, um neuen Raum "außerhalb" der Rakete zu erschaffen.

Das geht eben so nicht, hatte ich ja zum großen Unmut von @perttivalkonen schon mal erklärt. Das geht deshalb nicht, weil es kein "außerhalb" für uns in der "Rakete" gibt. Per Definition eben. Also es gibt kein dreidimensionales "Außerhalb" das für uns erreichbar wäre.

Stellen wir uns die Kugeloberfläche vor, darin sind wir "gefangen" neuer "Raum" würde bedeuten, wir würden diese Oberfläche erweitern. Wenn wir nun aber etwas auf der Fläche verschieben, dann wird die Kugel sicher nicht größer.

Egal, bauen wir einfach mal unser Triebwerk, da es kein Außerhalb gibt, ist das immer in der Rakete. Nun wollen wir das ja dort nicht einfach so einschalten, bauen also eine Wand darum, also wir bauen eine Wand so, dass der Ausgang des Triebwerks mit der Wand abschließt, wir schauen so auf das Ganze technische Zeug.

Nun ist das Problem, das Triebwerk zeigt von der anderen Seite einfach in die Rakete. Schalten wir es ein, bläst es alle heißen Gase einfach nur in unseren Raum.

Es gibt eben kein Außerhalb, per Definition, egal was wir nun machen, wir können gar keine Materie in eine "Außerhalb" blasen und da dann neuen Raum aus dem Nichts zu erschaffen.

Damit ist gezeigt, die Behauptung von @perttivalkonen kann so einfach nicht richtig sein.

Ist nun mal eben so. Wer Fragen hat nur zu, ich hoffe es geht ohne Bildchen, ...

skagerak schrieb:Ich denke das ist der Punkt.Die Energie steckt in der Bewegung bzw in dem sich bewegenden Objekt.Aber man korrigiere mich falls ich irre.

Hi Skagerak,

Ja, darum ging es mir eigentlich. Ich hatte in Google eingegeben: Kinetische Energie Definition und da kamen die ganzen
Erklärungen. Ich google halt so gerne, das mach ich noch lieber als in Allmy zu lesen :) .

@mojorisin

Hallo,

mojorisin schrieb:Das einzige was man @Sonni1967 damit sagen sollte ist das wenn in den Texten von kinetische Energie der Objekte gesprochen wird es in den allen Fällen darum geht das ein ruhendes Bezugssytem vorausgesetzt wird aus dem heraus der Vorgang beschrieben wird, meistens ist der Bezug die Erde bzw. Erdoberfläche.

Ganz viiiiielen Dank für deine Erklärungen :) .

Eigentlich wusste ich aber schon dass kinetische Energie vom Bezugssystem abhängt. Ich bin eigentlich davon ausgegangen
dass es ersichtlich wäre. Hmmmmm, war wohl doch nicht so.
Die Diskussion über die kinetische Energie fing ja auch erst wieder an durch mein Beispiel mit dem Blätterstapel (meine
Eselsbrücke um mir die Zeitdimension vorzustellen, hehe).

Ich schrieb:

Sonni1967 schrieb am 10.12.2017:Je schneller sich ein Objekt im 3-D Raum (dem Blatt) bewegt, desto langsamer tickt die Uhr -Zeit- (in Richtung durch die Blätter),relativ zu einem sich in "Ruhe befindlichem Bezugssystems" im Raum (auf dem Blatt). Umgekehrt ist es genauso.

Ich schrieb relativ zu einem sich in Ruhe befindlichem Bezugssystems im Raum. Damit dachte ich es wäre klar dass ich mich auf
ein Bezugssystem beziehe.

Ich schrieb auch:

Sonni1967 schrieb:Die Energie die benötigt wird um sie zu beschleunigen ist abhängig von der Masse der Kugel und der Geschwindigkeit welche sie erreichen soll. Sie wird der Kugel bei ihrer Beschleunigung beispielsweise vom Ruhezustand aus, zugeführt.

Ich schrieb die Energie wird der Kugel bei Beschleunigung zum Beispiel vom Ruhezustand aus zugeführt.
Das mit dem Bezugssystem steht ja auch in den von mir verlinkten Texten drin und die hab ich alle gelesen :).
Ich hatte zitiert:

Sonni1967 schrieb:Jedes sich bewegende Objekt besitzt eine kinetische Energie, die von seiner Masse m und seiner Geschwindigkeit v abhängt. Sie wird dem Objekt bei seiner Beschleunigung - beispielsweise vom Ruhezustand aus - zugeführt.

Da steht ja auch " vom Ruhezustand aus" und das hatte ich eigentlich auch gemeint. Ich stellte mir z.B. ein Objekt vor welches
auf der Erde ruht und dann beschleunigt wird. Ich hab gelesen die Ruhemasse eines Objektes ist unabhängig von der
Geschwindigkeit aber die Gesamtenergie eines bewegten Objektes ist die Ruhe- und die Bewegungsenergie.

Das einzige was ich mir ohne Bezugssystem dachte war das Beispiel mit der Rakete. Das hatte ich in einem anderen Forum
gelesen und mir da Gedanken gemacht. Ich hab mir vorgestellt ich sitze in einer Rakete, weit und breit nix, keine Planeten,
Galaxien, einfach garnix. Die Rakete mit mir schwebt im All.
Jetzt zünde ich die Rakete und sie beschleunigt. Ich hab zwar kein Bezugssystem außerhalb dazu wo ich feststellen könnte
dass ich beschleunige aber ich merke es. Ich bin auf einmal nicht mehr schwerelos. Ich werde z.B. in den Sitz gedrückt und
merke "Gewichtskraft" genau so wie in einem Gravitationsfeld (z.B. der Erde).
Albert Einstein schrieb ja trägt und schwere Masse sind äquivalent (Beschleunigung und Gravitation).

Ich hab mich dann gefragt:
Wäre es mir möglich die Rakete bis auf LG zu beschleunigen (auch ohne mich auf etwas anderes zu beziehen) und da
kam ich zu dem Schluss das geht net. Ich bräuchte unendlich viel Treibstoff weil die Masse der Rakete durch die
Beschleunigung immer mehr zunimmt usw...
Das war einfach nur eine Frage die ich mir selbst gestellt hatte.

Ist für mich schwer alles in Worte zu fassen (vor allem als Laie ohne korrekte physikalische Ausdrucksweise).
Ich finde aber das ist ja auch nicht schlimm weil ich bin ja hier auf Allmy und hab mich nicht in einem Forum angemeldet
wo nur Physiker sich unterhalten.

Zu dumm wie es dann wieder hier geendet ist.
(ich hab die Grundlagen nicht verstanden, willst du das überhaupt verstehen? Ich will anderen was erklären, ich hab ja schon
so viele Jahre ein Problem mit Newton, ich gehe nicht sachlich auf Erklärungen ein, ich hab nix entgegenzusetzten usw.usf..)

Naja, egal, ich wollte dir nur danken für deine Erklärungen :)
LG Sonni

Hallo @Sonni1967

Sonni1967 schrieb:Wäre es mir möglich die Rakete bis auf LG zu beschleunigen (auch ohne mich auf etwas anderes zu beziehen) und da
kam ich zu dem Schluss das geht net. Ich bräuchte unendlich viel Treibstoff weil die Masse der Rakete durch die
Beschleunigung immer mehr zunimmt usw...

Wie stellst Du dir das vor mit der Massezunahme bei Beschleunigung?
Entstehen da neue Atome in der Rakete?
Und wenn Du dann die Rakete um 180 Grad wendest und wieder das Triebwerk zündest, dann wirst Du wieder in den Sitz gedrückt - obwohl die Rakete "abgebremst" wird.
Wird dann ihre Masse wieder kleiner?
Wenn ja, könnte man durch versuchsweises Beschleunigen bzw. Abbremsen ein Masse-Minimum herausfinden und das entspräche dann der (absoluten) Geschwindigkeit "0".

Ich hoffe, ich habe jetzt nicht zuviel Unfug geschrieben -- aber wie denkst Du darüber?

Gute n8 :)

Definition: Im ruhenden Bezugssystem des Beobachters wird die Bewegung und Beschleunigung der Rakete beschrieben.

delta.m schrieb:Wie stellst Du dir das vor mit der Massezunahme bei Beschleunigung?

Aus Sicht eines Beobachters nimmt die dynamische (relativistische) Masse m(v) der Rakete zu.

delta.m schrieb:Entstehen da neue Atome in der Rakete?

Nein. Es ist der Eindruck, den der Beobachter hat. Die Rakete selber und der Mitreisende behält in ihrem ruhenden Bezugssystem ihre Ruhemasse m0.

delta.m schrieb:Und wenn Du dann die Rakete um 180 Grad wendest und wieder das Triebwerk zündest, dann wirst Du wieder in den Sitz gedrückt - obwohl die Rakete "abgebremst" wird.
Wird dann ihre Masse wieder kleiner?

Die dynamische Masse m(v) wird kleiner, da die Rakete aus Sicht des Beobachters abbremst, die relative Geschwindigkeit also abnimmt.

delta.m schrieb:Wenn ja, könnte man durch versuchsweises Beschleunigen bzw. Abbremsen ein Masse-Minimum herausfinden und das entspräche dann der (absoluten) Geschwindigkeit "0".

Das Masseminimum nennt sich Ruhemasse m0 und ist dann erreicht, wenn die Rakete im ruhenden Bezugssystem des Beobachters auch ruht. Wenn die Rakete weiterhin "abbremst", beschleunigt sie wieder (jetzt in die andere Richtung) und die dynamische Masse m(v) nimmt wieder zu.
Also: Eine absolute Geschwindigkeit lässt sich dadurch nicht herausfinden. Nur eine relative Geschwindigkeit bezüglich des Beobachters.

@delta.m

Du hast das richtig gut erkannt, und @totte hat zwar Recht, redet es aber mit dieser unnötigen relativistischen Masse wieder sauber kaputt. :D

Denn da sollte man zumindest mal ein zweites System angeben, in dem steigt die relativistischen Masse dann nämlich, während sie im ersten kleiner wird und sinkt.

Und Du hast Recht, beschleunigt man, nimmt die relativistischen Masse zu, in dem Ruhesystem in dem man sich vor der Beschleunigung befunden hat. Und Bremsen ist immer auch beschleunigen.



@totte schau, es geht hier um solche Aussagen:

Sonni1967 schrieb:Ja, die Energie die benötigt wird um ein Objekt zu beschleunigen wird gespeichert (im Objekt) wie in einem Akku.

Oder die Vorstellung, man könnte sich im Raum, gegenüber dem Raum allein mit einer Geschwindigkeit bewegen. Wichtig ist doch, anderen hier richtig klar zu machen, was relative und was absolute Größen sind.

nocheinPoet schrieb:Du hast das richtig gut erkannt, und @totte hat zwar Recht, redet es aber mit dieser unnötigen relativistischen Masse wieder sauber kaputt. :D

Hast du meinen Beitrag überhaupt gelesen? Oder warum unterstellst du mir, was kaputt zureden, um dann das selber zu wiederholen?
Da hilft auch kein :D.

nocheinPoet schrieb:@totte schau, es geht hier um solche Aussagen:
Sonni1967 schrieb:
Ja, die Energie die benötigt wird um ein Objekt zu beschleunigen wird gespeichert (im Objekt) wie in einem Akku.

Nein. Es geht dir darum, mir aber nicht. Mir ging es um das, was ich zitiert habe.

Halt dich mal zurück, du bist hier nicht der Oberlehrer.

@totte

Doch Du, natürlich habe ich Deinen Beitrag gelesen, habe doch auch explizit geschrieben, Du hast Recht.

Schau, ich will ganz sicher nicht der "Oberlehrer" sein, und ich hatte extra auch den Punkt, konkret die Aussage zitiert, um die es mir ging. Gab hier dazu ja schon eine Diskussion über ein paar Seiten, eben genau dazu, begann ja mit der kinetischen Energie, wenn Du es gelesen haben solltest.

Also, ganz sicher wollte ich Dich nicht vergnatzen, und ich weiß, Du hast richtig Ahnung von Physik, vermutlich auch um einiges mehr als ich. Dennoch folge ich hier eben in einem Dialog eine Richtung, und wenn Du nun was schreibst, was von @Sonni1967 sauber "falsch" aufgegriffen werden kann, erlaube ich mir eben auch dazu eine Antwort.

Und ich gehe mal davon aus, dass gerade Dir auch bekannt ist, dass der Begriff "relativistische Masse" heute in der Physik kaum noch genutzt wird, dass es mehr eine Rechengröße ist und fast schon "verpönt" davon so zu sprechen. Da wird dann oft lieber gleich von der Energie an sich gesprochen.

Nochmal, verzeihe mir, wenn das blöde rüber kam, war ganz sicher nicht so meine Absicht.

@totte | @delta.m | @Sonni1967

Noch mal zum Begriff der relativistische Masse etwas:

Was ist die relativistische Masse?

Nun wird in manchen Schul- und Lehrbüchern von einer relativistischen Masse gesprochen. Dieser Ausdruck entsteht, wenn man eine geschwindigkeitsabhängige Masse m(v) einführt und sie definiert als Produkt aus (geschwindigkeitsunabhängige) Ruhemasse m und dem Lorentz-Faktor. Für v = 0 erhalten wir aus m(v) die Ruhemasse m₀.

Bringt die Gleichung für die relativistische Masse etwas? Nun, zunächst einmal bedeutet es, dass mit der Geschwindigkeit die Trägheit eines Körper zunimmt. Das ist sicher richtig. Aber die Masse interpretiert als Stoffmenge nimmt sicherlich nicht zu! Dennoch kursieren in diesem Zusammenhang Formulierungen wie die “relativistische Massenzunahme”. Irgendetwas hat also die relativistische Masse an sich, was seltsam anmutet.

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Was ist problematisch bei der relativistischen Masse?

Nun, ein erster Punkt: Mit der Einführung der “relativistischen Masse” hat man es plötzlich mit zwei Massen zu tun: Ruhemasse m = m₀ auf der einen und relativistische Masse m(v) auf der anderen Seite. Es wird also erstmal unübersichtlich – erst recht für Schüler.

Didaktisch betrachtet ist also schon die Einführung mehrerer Massenbegriffe nicht ratsam, aber die Problematik hat noch eine größere Dimension.

Fragwürdig ist zweitens, was man in der Praxis mit einer geschwindigkeitsabhängigigen Masse anfangen soll. Beispiel Elementarteilchen. Teilchenphysiker geben die Teilchenmassen in einer speziellen Energieeinheit an, die sich für die Mikrowelt eignet: Elektronenvolt (bzw. Elektronenvolt geteilt durch c²). Das sind die Ruhemassen dieser Teilchen, die sich nicht verändern (man spricht auch von der invarianten – d. h. unveränderlichen – Masse). Das macht Sinn.

Unzweckmäßig wäre die Angabe einer geschwindigkeitsabhängigen Masse, denn dann müsste man auch ständig die Relativgeschwindigkeit dazu angeben. Auch hierbei stellt sich heraus, dass die Ruhemasse ein natürliches und nützliches Konzept für die Masse ist, die relativistische Masse hingegen nicht.

In guten Lehrbüchern wird auf einen Gebrauch der Gleichung für die relativistische Masse verzichtet bzw. klingt an, dass ihre Verwendung mit Vorsicht zu genießen ist. In anderen Büchern, darunter auch der berühmte “Gerthsen Physik” wird unverblümt mit der relativistischen Masse herum gerechnet, ja, es gibt sogar äußerst problematische Begrifflichkeiten wie “kinetische Masse” und “Geschwindigkeitsmasse” (z. B. in: Gerthsen Physik, 22. Auflage, 2003, S.982-985).

Im Prinzip leitet sich die relativistische Masse vom relativistischen Impuls ab und fragwürdig ist, ob diese mathematisch ganz korrekte Separation wirklich physikalisch sinnvoll ist. Ich meine nein. Gut, ich wurde in meinem Physikstudium von meinem Professor für Theoretische Physik so “erzogen”, dass es nur eine einzige Masse (zumindest in der Speziellen Relativitätstheorie) gibt, nämlich die Ruhemasse m. Aus! Damit bin ich auch immer sehr gut gefahren.

Die “Massenzunahme” sei eine sehr fragwürdige Interpretation; vielmehr nehme die Trägheit zu und da es ein rein kinematischer Effekt sei, hängt dies am Impuls.

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Berechnungen weisen auf das Problem

Es ist nicht so einfach zu entscheiden ist, wo man den Ausdruck für die relativistische Masse m(v) einsetzen darf. Es mag Beispiele geben, bei denen es gut geht; aber es gibt ein Paradebeispiel, bei dem es grandios schief geht. Die Kernfrage: Darf ich in das Newtonsche Trägheitsgesetz F = m a gedankenverloren für m die relativistische Masse m(v) einsetzen? Antwort: Nein!

Warum es nicht geht, wird sogar in der Wikipedia unter den Eintrag “Massenzunahme” (siehe Gleichungen dort) exquisit vorgerechnet. Es sei hier kurz skizziert: Das Newtonsche Trägheitsgesetz heißt ja eigentlich nicht F = m a, sondern in voller Schönheit F = dp/dt. Das besagt, dass die Kraft F die Zeitableitung des Impulses p ist. Nur für eine unveränderliche Masse m = const wird aus dem Newtonschen Trägheitsgesetz die bekannte Form F = m a, weil die Beschleunigung a die Zeitableitung der Geschwindigkeit ist.

In Übungsaufgaben wird nun oft der Ausdruck für die “relativistische Masse” in das Newtonsche Trägheitsgesetz F = m a eingesetzt. Das ist aber unzulässig, weil die Masse ja nicht mehr konstant, sondern geschwindigkeitsabhängig ist! Es muss also zu falschen Ergebnissen kommen!

Die o.g. Rechnung bei Wikipedia macht klar, worin das Problem besteht: Um die Kraft zu bekommen, muss man die Zeitableitung des relativistischen Impulses ausrechnen. Daraus ergeben sich wegen Anwendung der Divisionsregel für Ableitungen zwei Terme. Den ersten würde man erwarten, denn hier zeigt die Beschleunigung in Richtung der Kraft – wie in der klassischen Newtonschen Mechanik auch. Aber es gibt auch einen zweiten Term, der aus der Zeitableitung des Lorentz-Faktors resultiert. Die Gestalt des zweiten Terms zeigt, dass dieser einem Anteil in Richtung der Geschwindigkeit entspricht.

Für Kreisbewegungen verschwindet der zweite Term, weil dann der Geschwindigkeitsvektor (tangential entlang der Kreislinie) senkrecht auf dem Beschleunigungsvektor (Zentripetalkraft zum Kreismittelpunkt) steht. Deshalb fliegt der Irrtum bei einfachen Übungsaufgaben zum Zyklotron, bei denen das Magnetfeld senkrecht auf der Kreisbahnebene steht, nicht auf.

Sobald man aber kompliziertere Feldkonfigurationen beim Zyklotron oder Fälle betrachtet, wo Geschwindigkeit und beschleunigung nicht senkrecht aufeinander stehen, muss man die viel allgemeinere Gleichung mit beiden Krafttermen verwenden. Im Allgemeinen ist die Masse nicht nur Proportionalitätsfaktor!

Aus diesem Grund wird in guten Lehrbüchern und auch der dt. Wikipedia von der Verwendung der “relativistischen Masse” abgeraten. Ich stehe voll hinter diesem Plädoyer.

https://scilogs.spektrum.de/einsteins-kosmos/relativistische-masse-sinn-oder-unsinn/

Nicht das wer glaubt, ich habe da nur ein persönliches Problem mit der "relativistischen Masse" ...

delta.m schrieb:Wie stellst Du dir das vor mit der Massezunahme bei Beschleunigung?

Hallo Delta.m
Das zu beschleunigende Objekt wird immer träger je schneller es beschleunigt wird, dadurch brauch es immer mehr
Energie.

Durch zunehmende Beschleunigung wird es zugleich auch immer schwerer.

Ich hab mir dazu einen Fahrstuhl vorgestellt in dem ich stehe. Der Fahrstuhl steht still, ich hab also "Ruhemasse".

Jetzt fängt er an nach oben zu beschleunigen. Nicht gleichmäßig sondern immer schneller.
Je mehr er nach oben saust je schwerer werde ich darin. Die Bewegungsenergie wandelt sich für mich in "Schwere" um.
Je schwerer ich werde je mehr Masse hab ich weil Masse wird ja mit Einheit kg angegeben und die steigt ja.
Stände ich auf einer Waage (im Fahrstuhl) würde die bei zunehmender Beschleunigung immer mehr Gewicht anzeigen
je schneller der Fahrstuhl beschleunigt.
Würde der Fahrstuhl plötzlich abgebremst, so würde ich durch die Decke fliegen.
Bei einem beschleunigten Fahrstuhl könnte ich selbst nicht mehr unterscheiden ob ich in einem Gravitationsfeld bin
oder gerade beschleunige.

Ich versuch gerade zu verstehen wie Albert Einstein das beschrieb, die Gleichheit von träger und schweren Masse in
der allgemeinen Relativitätstheorie.
Hihi ich habs jetzt 2mal gelesen und habs noch nicht kapiert aber ich finde er hat es gut beschrieben:

https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/allgemeine-relativitaetstheorie-im-original

delta.m schrieb:Entstehen da neue Atome in der Rakete?

Ich kann mir nicht vorstellen dass da neue Atome entstehen aber irgendwie werden die schwerer.

delta.m schrieb:Wird dann ihre Masse wieder kleiner?

Ja, das Gewicht nimmt ab (also gemessen in kg).

delta.m schrieb:Wenn ja, könnte man durch versuchsweises Beschleunigen bzw. Abbremsen ein Masse-Minimum herausfinden und das entspräche dann der (absoluten) Geschwindigkeit "0".

Ich glaub da hat totte recht:

totte schrieb:Das Masseminimum nennt sich Ruhemasse m0 und ist dann erreicht, wenn die Rakete im ruhenden Bezugssystem des Beobachters auch ruht.

Hab mir gerade ein kurzes Video angeschaut über das Äquivalenzprinzip in der ART, das beschreibt ungefähr das was ich mir
vorgestellt hab ( hab bestimmt viele Gedankenfehler in meinem Post, aber egal, ich kann ja nur schlauer werden)

https://www.youtube.com/watch?v=zC9CBEaZ93s

Irgendwie kann ich gerade hier kein Video mehr einfügen, also hab ichs verlinkt :) .
LG Sonni

Sonni1967 schrieb:Durch zunehmende Beschleunigung wird es zugleich auch immer schwerer.

Verdammt: Nein. Eben nicht. Ein Objekt behält immer seine Ruhemasse und wird durch Beschleunigung nicht schwerer.

totte schrieb:Verdammt: Nein. Eben nicht. Ein Objekt behält immer seine Ruhemasse und wird durch Beschleunigung nicht schwerer.

Hast du dir das Video angesehen mit dem Fahrstuhl, da zeigt die Waage immer mehr an durch die Beschleunigung.
Beschleunigung und Gravitation sollen doch gleich sein. Ein Objekt dass sich gleichbleibend bewegt behält seine Ruhemasse
in seinem Bezugssystem (SRT). Bei Beschleunigung ist es doch was anderes (ART) oder hab ich da was falsch verstanden,
LG

Sonni1967 schrieb:Je schwerer ich werde je mehr Masse hab ich weil Masse wird ja mit Einheit kg angegeben und die steigt ja.

Nein. Die Masse(m) bleibt, es ändert sich die Beschleunigung(a): G = F = m*a

Um das Chaos perfekt zu machen:

Sonni1967 schrieb:Bei einem beschleunigten Fahrstuhl könnte ich selbst nicht mehr unterscheiden ob ich in einem Gravitationsfeld bin oder gerade beschleunige.

Wie jedes Beispiel hinkt das auch: Im Prinzip kann man das Unterscheiden, ob der Fahrstuhl von selbst beschleunigt oder er im Gravitationsfeld hängt und ich durch die Gravitation beschleunigt werden.

@Sonni1967

Sonni1967 schrieb:Durch zunehmende Beschleunigung wird es zugleich auch immer schwerer.

Nein, eben nicht. Wenn Du viel frisst, dann wirst Du immer schwerer, aber nicht wenn Du schnell rennst. (Dabei solltest Du im Grunde auf Dauer sogar leichter werden ...)

Es macht wirklich Sinn, Größen im Ruhesystem des Objektes zu messen.

Sonni1967 schrieb:Ich hab mir dazu einen Fahrstuhl vorgestellt in dem ich stehe. Der Fahrstuhl steht still, ich hab also "Ruhemasse".

Du hast so oder so Ruhemasse, und er steht nicht absolut still, er bewegt sich zum Beispiel mit der Erde um die Sonne. Ganz deutlich, Du hast keine Ruhemasse, weil der Fahrstuhl nun gegenüber der Erdoberfläche still steht. Das "... also ..." macht da so keinen Sinn, da passt besser auch ein "und". Der Fahrstuhl steht gegenüber der Erdoberfläche still und Du hast (Ruhe)masse.

---

Sonni1967 schrieb:Jetzt fängt er an nach oben zu beschleunigen. Nicht gleichmäßig sondern immer schneller. Je mehr er nach oben saust je schwerer werde ich darin. Die Bewegungsenergie wandelt sich für mich in "Schwere" um. Je schwerer ich werde je mehr Masse hab ich weil Masse wird ja mit Einheit kg angegeben und die steigt ja.

Eben nicht, die "Bewegungsenergie" ist relativ und die wandelt sich nicht in "Schwere" um. Und noch mal falsch, nein die Masse steigt eben nicht.

Genau das ist der Punkt ...

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Sonni1967 schrieb:Stände ich auf einer Waage (im Fahrstuhl) würde die bei zunehmender Beschleunigung immer mehr Gewicht anzeigen je schneller der Fahrstuhl beschleunigt.

Die zeigt eine Kraft an, eine Gewichtskraft und die angezeigte Kraft zeigt, durch die Beschleunigungskraft und nicht durch die Geschwindigkeit des Fahrstuhls oder die von Dir. Wäre es so, wie Du noch immer glaubst, könnte die Beschleunigung doch mal aufhören, Du hättest durch die Geschwindigkeit an Masse dazugewonnen und die Waage müsste mehr Masse von Dir messen.

Wird sie nicht!

Wenn Du nicht mehr beschleunigst, wird sie immer nur Deine Masse messen, die Du auch vor der Beschleunigung hattest, egal wie lange Du beschleunigt hast und wie viel schneller Du geworden bist.

Ich habe es doch geahnt, und prognostiziert, Du wirst es nicht verstehen, weil Du nicht willst ...

@totte
@nocheinPoet
@Sonni1967
Also sollte man sich immer strikt daran halten zu sagen, die Trägheit nimmt zu? Und das wird dann halt gerne verwechselt mit „schwerer“? Könnte man es nicht vorsichtig audrücken „scheinbar schwerer“?

@skagerak

Nun, die nimmt auch nur relativ zu.

Also, wichtig ist sauber zwischen relativen und absoluten Größen unterscheiden zu können. Da gibt es in der RT dann noch den schönen Begriff Lorentzinvarianz:

http://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/lorentzinvarianz/279

Nun die Geschwindigkeit ist auch nicht "scheinbar" und nimmt nicht "scheinbar" zu, und auch "Scheinkräfte" haben eine Wirkung. Absolut ist eben die Größe, die sich nicht durch ein Wechsel des Systems ändern, ändert die sich, ist sie relativ. Ist sie relativ, ist sie keine intrinsische Eigenschaft des Objektes. Somit kann die kinetische Energie eben nicht, wie elektrische Energie in einem Akku steckt, in einem Objekt stecken.

nocheinPoet schrieb:Nein, eben nicht. Wenn Du viel frisst, dann wirst Du immer schwerer, aber nicht wenn Du schnell rennst. (Dabei solltest Du im Grunde auf Dauer sogar leichter werden ...)

Die Gleichheit der trägen und schweren Masse als Argument für das allgemeine Relativitätspostulat
Albert Einstein

https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/allgemeine-relativitaetstheorie-im-original

@Sonni1967

Ja und? Meine Aussage bleibt dennoch richtig und steht auch nicht im Widerspruch zu dem von Dir zitierten. Also was willst Du nun damit aussagen?

@nocheinPoet
Ja okay, dass es relativ ist hab ich verstanden. Dachte nur einen anderen Ausdruck als Schwere in diesem Zusammenhang finden zu können. Und dann so ähnlich wie bei scheinbarer Überlichtgeschwindigkeit.

@Sonni1967

Sonni1967 schrieb:Hast du dir das Video angesehen mit dem Fahrstuhl, da zeigt die Waage immer mehr an durch die Beschleunigung.

Hier ist es wirklich extrem wichtig die Bezugssysteme zu beachten.

Ich wills am Beipiel einer Rakete erklären. Nehmen wir an die wiegt 1000 kg und kann eine Schubkraft erzeugen von 10 kN.
Für den der drin sitzt, nennen wir ihn Bob, passiert nun folgendes:

Die Rakete startet un er spürt eine Beschleunigung äquivalent zu

Nehmen wir weiteres an der Antribe wird gespeist aus einem Materie-Antimaterie-Antrieb sodass man für sehr lange Zeit nur sehr wenig Materie braucht um den Schub aufrechtzuerhalten. Das heißt das eigentliche Gewicht der Rakete die 1000 kg bleiben im Groben und ganzen konstant. Nun wird Bob die 10 m/s² spüren solange der Antrieb funktioniert. Für ihn ändert sich gar nichts. Das ist wichtig zu verstehen.

Die zusätzliche "kinetische" Masse über die hier geredet wird, beobachtet nur jemand der sich das ganze von außen anschaut, zur Startposition der Rakete ruht und sieht wie die Rakete immer schneller wird. Nenne wir diese außenstehende Beobachterin Alice.

Man könnte annehmen das für Alice bleibt der Schub immer gleich bleibt, aber je länger die Rakete beschleunigt desto näher kommt sie an c heran. Dabei beobachtet Alice nun das die Beschleunigung umso langsamer wird je näher Bob in seiner Rakete an c herankommt. Das muss auch so sein denn für Alice darf Bob in seiner Rakete nicht schneller werden als c.

Trotz gleicher Schubkraft nimmt für Alice daher die Beschleunigung der Rakete ab, und nach vorheriger Formel kann man das interpretieren als erhöhte Masse. Hier z.B. die Masse wenn die Beschleunigung von Bob aus Sicht von ALice nur noch 1 m/s² beträgt.



Es ist also nur für einen außenstehene zu beobachten das solch eine Rakete mit zunehmender Geschwindigkeit langsamer beschleunigt. Dies kann man interpretieren als "dynamische Masse", was aber wie der Link von @nocheinPoet gezeigt hat zu viel Verwirrung führen kann.

Tatsächlich wäre es bei diesem Beipiel sinniger und wird auch so gemacht, den Lorentzfaktor auf die Schubkraft anzuwenden, denn in der Kraft steckt die Zeit mitdrinne und wenn Bob sich zunehmend schneller gegenüber Alice bewegt sieht Alice die Rakete zeitdilatiert und damit auch die Kraftwirkung.

@nocheinPoet
Es ist aber auch schwer das zu versinnbildlichen.
Beispiel Auto.
Es wiegt zwei Tonnen. Fährt es nun mit X km/h gegen eine Wand, zeigt sich um wieviel sich die zwei Tonnen sozusagen aufgeladen haben, es wird also die entsprechende Energie/relativistische Masse frei.
Aber das Auto wog beim Fahren und wiegt danach (bestenfalls) immer zwei Tonnen.
So kann ich es mir am besten vorstellen.

Ist es so richtig?