Der Satellit im freien Fall

@perttivalkonen

perttivalkonen schrieb:Danke nochmal.

Kein Problem :-)

Chemik schrieb am 23.10.2018:Warum sollte er keine Beschleunigung spüren?

Weil er einfach keine erführe; mit der exakt immer gleichen "Winkelgeschwindigkeit" wäre keine Abstandsänderung verbunden, und ohne diese eben auch keine Beschleunigung. Das mag "von außen betrachtet" sicher völlig anders erscheinen, aber so ist es ja immer :)

Chemik schrieb am 23.10.2018:Und warum wäre er aus seiner Sicht geradeaus unterwegs?

Weil er eben absolut unbeschleunigt unterwegs wäre - "aus seiner Sicht". Und wieder: Was auch immer da ein "Beobachter" anders sieht, spielt absolut keine Rolle.

Chemik schrieb am 23.10.2018:Sollte er sich dann nicht eher als ruhend wahrnehmen?

Genau das ist der Fall. Er "spürte" nicht einmal Bewegung, weil - und darauf will ich ja prinzipiell hinaus - gleichförmige Bewegung und Stillstand sind nunmal unterscheidbar; jegliche Beschleunigung wird erst dann wirksam, wenn in einem "räumlich ausgedehnten Körper" zwangsläufig Photonen zu wandern beginnen, also "Energie fließt".

Chemik schrieb am 23.10.2018:Da der Drehimpuls (in Betrag und Richtung) eine Erhaltungsgröße ist, ist es prinzipiell egal, wie schnell er sich dreht.

Klingt gut... in der Theorie. Die funktionierte aber auch nur, wenn besagter Kreisel aus einen "unendlich steifen" Material bestünde; wäre dem so, wäre es ebenso unmöglich, ihn überhaupt in Rotation zu bringen. Ein "praktischer" Kreisel ist aber immer "in sich weich", hat eine mit der Luft interagierende Oberfläche und wird mit 1G in Richtung Tisch beschleunigt - also, Reibung noch und nöcher. Er wird somit irgendwann ("Erhaltungsgröße" hin oder her) aufhören, sich zu drehen. Es sei denn, man beschleunigte ihn doch hin und wieder (mit einer Peitsche ... ach, wie bin ich alt).

Chemik schrieb am 23.10.2018:Was ist denn für dich eine tatsächliche Bewegung?

Die gleichförmige Änderung des Abstands zweier auf einer gemeinsamen Geraden Geodäte befindlicher Punkte über die Zeit.

schukoplex schrieb:Weil er einfach keine erführe; mit der exakt immer gleichen "Winkelgeschwindigkeit" wäre keine Abstandsänderung verbunden, und ohne diese eben auch keine Beschleunigung.

Das versteh ich jetzt nicht. Wenn ich in nem Auto sitze, das mit konstanter Geschwindigkeit fährt, merke ich nichts. Jedenfalls, wenn es geradeaus fährt. Fährt das Auto hingegen eine konstante Linkskurve, also in einem Kreis, dann drückts mich nach rechts. Und ich erlebe das, was ich auch erleben würde,wenn das Auto beschleunigt; nur eben in eine andere Richtung.

Auch die Erde beschreibt mit ihrer Bahn einen (ungefähren) Kreis. Grundsätzlich also müßte jemand auf der sonnenzugewandten Seite der Erdoberfläche mehr Pfunde von seiner Personenwaage angezeigt bekommen als auf der sonnenabgewandten Seite.

Die Waage zeigt nur deshalb auf beiden Erdseiten das gleiche Gewicht an, weil der Kraft, die uns auf der Tagseite in die Waage drückt und auf der Nachtseite von ihr weg, weil dieser Kraft eine andere Kraft entgegenwirkt, eben die Gravitation der Sonne. DIese Gravitationskraft führt zum freien Fall und damit überhaupt erst zur (ungefähren) Kreisbahn der Erde, die sich ansonsten einfach geradeaus durchs Weltall bewegen würde mit ihren knapp 30km/s.

Klar ist die Richtungsänderung ziemlich minimal. Aber an einem einzigen Tag weicht die Erde immerhin um über 40.000 Kilometer von einer völlig geraden Bahn ab. Wenn ich richtig gerechnet habe, dann ergibt das gut ein Tausendstel der Fallbeschleunigung auf der Erde (oberflächennah). Wer 70kg wiegt, sollte also 70g leichter oder schwerer sein, je nach dem, ob Mittag ist oder Mitternacht.

Gerade dies, daß dem nicht so ist, zeigt doch, daß die Sonnumkreisung der Erde mit konstanter Geschwindigkeit dennoch eine Beschleunigung ist. Eben der "Freie Fall um die Sonne herum". Diese Beschleunigung führt aber in diesem Fall zur kontinuierlichen Richtungsänderung, nicht zur Geschwindigkeitserhöhung.

Oder anders gesagt, die Richtungsänderung ist eine Beschleunigung. Kontinuierliche, gleichmäßige Richtungsänderung eine gleichmäßige Beschleunigung. Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne mit (mal idealerweise angenommen) konstanter Geschwindigkeit ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Wie es ja auch der Freie Fall ist.

perttivalkonen schrieb:Oder anders gesagt, die Richtungsänderung ist eine Beschleunigung.

Eben nicht für den "Beschleunigten"; er "fühlt" sich einfach nur schwerelos und stillstehend. Was er allerdings spürt, sind die Gezeitenkräfte, und die wirken nicht auf seinen Massenschwerpunkt, sondern auf seinen "ausgedehnten Körper in sich". Unser einziger Mond hat sich da über die Jahre ganz gut arrangiert, Io hingegen hat's recht schwer.

perttivalkonen schrieb:Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne mit (mal idealerweise angenommen) konstanter Geschwindigkeit ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung.

Und da ist es wieder: "mal idealerweise angenommen". Nein, das gibt es praktisch nicht; die Erde bewegt sich relativ zur Sonne in jedem Moment beschleunigt, ansonsten könnte man ja Kepplers gesamte Erkenntnisse in die Tonne treten.

EDIT: "die Erde bewegt sich relativ zur Sonne in jedem Moment beschleunigt" ... Freilich, außer zwei mal im Jahr :)

@schukoplex:

schukoplex schrieb:Weil er einfach keine [Beschleunigung] erführe; mit der exakt immer gleichen "Winkelgeschwindigkeit" wäre keine Abstandsänderung verbunden, und ohne diese eben auch keine Beschleunigung. Das mag "von außen betrachtet" sicher völlig anders erscheinen, aber so ist es ja immer :)

Das ist falsch. Jede Änderung des Bewegungszustands eines Objekts (und das umfasst alles, was der Trägheit zuwiderläuft) ist im Sinne der Physik eine Beschleunigung.

schukoplex schrieb:Weil er eben absolut unbeschleunigt unterwegs wäre - "aus seiner Sicht". Und wieder: Was auch immer da ein "Beobachter" anders sieht, spielt absolut keine Rolle.

Das ist Unsinn. Es gibt eine ganze Reihe von Verfahren (u.a. Kreisel und auf elektromagnetischen Wellen beruhende Messverfahren), die eine Bewegung auf einer Kreisbahn auch ohne Aussenbeobachtung eindeutig von einer unbeschleunigten Bewegung unterscheiden können. Da hilft auch kein "punktförmiges" Objekt. Denn dann kann man dem Objekt überhaupt keine "eigene Sicht" zuschreiben.

schukoplex schrieb:Klingt gut... in der Theorie. Die funktionierte aber auch nur, wenn besagter Kreisel aus einen "unendlich steifen" Material bestünde; wäre dem so, wäre es ebenso unmöglich, ihn überhaupt in Rotation zu bringen. Ein "praktischer" Kreisel ist aber immer "in sich weich", hat eine mit der Luft interagierende Oberfläche und wird mit 1G in Richtung Tisch beschleunigt - also, Reibung noch und nöcher.

Keine Ahnung, worauf das hinauslaufen soll, aber für gängige Bewegungsgeschwindigkeiten (z.B. von Satelliten) reichen auch gängige Kreiseldrehzahlen (von ein paar 1.000 bis ein paar 10.000 U/min), um eine (mehr als minimal) nicht geradlinige Bewegung eindeutig festzustellen.

schukoplex schrieb:

Chemik schrieb am 23.10.2018:Was ist denn für dich eine tatsächliche Bewegung?

Die gleichförmige Änderung des Abstands zweier auf einer gemeinsamen Geraden Geodäte befindlicher Punkte über die Zeit.

Das ist Deine Privatdefinition. Im Sinne der Physik ist das falsch.

Allgemein: In Anbetracht der Zeit, die ich in der näheren Vergangenheit mit an @Hantierer gerichteten Beiträgen verschwendet habe, bin ich wenig motiviert, schon wieder eine Diskussion mit jemandem zu führen, der sich in offensichtlich falsche Ideen verrannt hat. Falls Du Dich also unbedingt an der klar und eindeutig falschen Vorstellung festklammern willst, dass eine Bewegung auf einer Kreisbahn unbeschleunigt sei, meinetwegen. Ich bezweifle sehr, dass Du Anhänger für diese Idee finden wirst, und werde deshalb keinen nennenswerten weiteren Aufwand treiben, Dir zu widersprechen.

uatu schrieb:Falls Du Dich also unbedingt an der klar und eindeutig falschen Vorstellung festklammern willst, dass eine Bewegung auf einer Kreisbahn unbeschleunigt sei, meinetwegen.

*idealen Kreisbahn

schukoplex schrieb:Eben nicht für den "Beschleunigten"

Klar. Er beobachtet nur eine für ihn nicht erklärliche Rotation des Universums mit unvorstellbaren Geschwindigkeiten der Objekte. Aber klar ruht er, das ist richtig.

schukoplex schrieb:Und da ist es wieder: "mal idealerweise angenommen".

Nö. Unidealerweise ist es halt eine ungleichmäßig beschleunigte Bewegung. Bleibt aber ne beschleunigte Bewegung, trotz allen kräftefreien Fallens, das Du gerne "Ruhen" nennen darfst.

schukoplex schrieb:die Erde bewegt sich relativ zur Sonne in jedem Moment beschleunigt

Hä? Das ist doch genauso im "mal idealerweise angenommen"en Fall. Was soll also Deine "Entgegnung"?

schukoplex schrieb:EDIT: "die Erde bewegt sich relativ zur Sonne in jedem Moment beschleunigt" ... Freilich, außer zwei mal im Jahr :)

Nix "außer", immer. Sie befindet sich immer im Freien Fall. Nur fällt dieser unterschiedlich stark aus, dank der elliptischen Bahn.

perttivalkonen schrieb:Unidealerweise ist es halt eine ungleichmäßig beschleunigte Bewegung.

Ja... genau das versuche ich doch die ganze Zeit zu "predigen": Gäbe es in diesem Universum irgendeinen "idealen Zustand", oder wenigstens die Möglichkeit dazu, würde instantan nichts mehr funktionieren.

perttivalkonen schrieb:Hä? Das ist doch genauso im "mal idealerweise angenommen"en Fall. Was soll also Deine "Entgegnung"?

Keppler, Ellipsen, ...

perttivalkonen schrieb:Nix "außer", immer. Sie befindet sich immer im Freien Fall. Nur fällt dieser unterschiedlich stark aus, dank der elliptischen Bahn.

Also im Perigäum steht sie ja doch mal für wenigstens eine Plancksekunde still. Theoretisch :)

uatu schrieb: Ich bezweifle sehr, dass Du Anhänger für diese Idee finden wirst, und werde deshalb keinen nennenswerten weiteren Aufwand treiben, Dir zu widersprechen.

Ich suche hier keine "Anhänger", sondern möchte nur meine (ggf. flaschen) Ideen und Vorstellungen diskutieren, mit Wunsch und Hoffnung, dass man mich eines Besseren belehrt überzeugt. Ich bin gern einsichtig. Aber:

uatu schrieb:Das ist falsch.

uatu schrieb:Das ist Unsinn.

uatu schrieb:Das ist Deine Privatdefinition. Im Sinne der Physik ist das falsch

macht mir keinen Spaß; klingt eher nach Gottesdienst, als nach Ideenaustausch. Von daher: Schade.

schukoplex schrieb:Das mag "von außen betrachtet" sicher völlig anders erscheinen, aber so ist es ja immer :)

In einem Vernünftigen physikalischen Modell sollte man aber schon den Beobachten wechseln dürfen, ohne dass das Modell zusammenbricht

schukoplex schrieb:Weil er eben absolut unbeschleunigt unterwegs wäre - "aus seiner Sicht

Dann wäre aber aus seiner Sicht der Rest des Universums beschleunigt.

schukoplex schrieb:Klingt gut... in der Theorie. Die funktionierte aber auch nur, wenn besagter Kreisel aus einen "unendlich steifen" Material bestünde; wäre dem so, wäre es ebenso unmöglich, ihn überhaupt in Rotation zu bringen. Ein "praktischer" Kreisel ist aber immer "in sich weich", hat eine mit der Luft interagierende Oberfläche und wird mit 1G in Richtung Tisch beschleunigt - also, Reibung noch und nöcher. Er wird somit irgendwann ("Erhaltungsgröße" hin oder her) aufhören, sich zu drehen. Es sei denn, man beschleunigte ihn doch hin und wieder (mit einer Peitsche ... ach, wie bin ich alt).

Na und? Ist das Schlimm?. Man kann ihn so bauen, dass er zum stehenbleiben lang genug braucht um feststellen zu können, ob man selbst beschleunigt ist oder nicht.

schukoplex schrieb:1G in Richtung Tisch beschleunigt

Da widersprichst du dir ja sogar selber. Wenn die 1g Beschleunigung einen Effekt auf den Kreisel haben, dann kann ich diesen Effekt messen und dann weiß ich, dass ich mit 1g beschleunigt werde.

schukoplex schrieb: Chemik schrieb:
Was ist denn für dich eine tatsächliche Bewegung?

Die gleichförmige Änderung des Abstands zweier auf einer gemeinsamen Geraden Geodäte befindlicher Punkte über die Zeit.

Warum gleichförmig? Dann müsste es ja deiner Meinung nach keine Bewegung geben, da sich kein Objekt perfekt gleichförmig bewegen kann (Du hast ja was gegen Idealisierungen). Und welche zwei Punkte nehm ich denn da? Wenn ich jetzt eine Auto nehme, dann bleibt der Abstand zwischen den Außenspiegeln gleich. Der Abstand von einem Außenspiegel zu einem Straßenschild kann sich aber ändern. Sind jetzt also die Außenspiegel "tatsächlich" in Bewegung oder nicht?

schukoplex schrieb:Ich suche hier keine "Anhänger", sondern möchte nur meine (ggf. flaschen) Ideen und Vorstellungen diskutieren, mit Wunsch und Hoffnung, dass man mich eines Besseren belehrt überzeugt.

DAnn solltest du sich aber auch erstmal mit der physikalischen Bedeutung der Begriffe (Beschleunigung, Geschwindigkeit, Kräfte...), die du verwendendes, auseinandersetzen, sodass du auch weißt, wovon du da eigentlich redest. Denn solang du noch nicht mal die Grundlagen der Mechanik beherrschst, macht es an sich kein Sinn, großartig mit dir zu diskutieren.

Satellit im freien Fall, einfach und anschaulich dargestellt:




bei A und B ist die Kanonenkugel zu langsam und fällt wieder auf die Erde zurück,
bei C erreicht die Kanonenkugel eine kreisförmige Umlaufbahn, sie "fällt" gerade so schnell, wie sich die Erde in ihrer Flugbahn krümmt,
Bei D ist sie so schnell, dass sie sogar noch ansteigt um dann wieder zu fallen
und bei E sogar so schnell, dass sie von der Erde wegfliegt.

schukoplex schrieb:Ja... genau das versuche ich doch die ganze Zeit zu "predigen": Gäbe es in diesem Universum irgendeinen "idealen Zustand", oder wenigstens die Möglichkeit dazu, würde instantan nichts mehr funktionieren.

Weil Du es so sagst? Weils sonst morgen regnet? Oder weil ein Großer Wegzauberer dann schon dafür sorgen wird?

Daß es keinen idealen Zustand gibt, ist schon klar. Weil es mehr als zwei Körper im Universum gibt, weil die Raumzeit gequantelt ist... - aber doch nicht aus einem teleologischen "Grund".

Außerdem wolltest Du was anderes erklären. Nämlich daß eine Orbitalbewegung beschleunigungsfrei sei. Oder hab ich mich darin verlesen? Um irgendwas "ideal" gings ja überhaupt nicht, da bist Du ja erst drauf angesprungen, als ich das einbrachte, um auf die "gleichmäßig beschleunigte Bewegung" zu kommen. Hätt ich aufs "gleichmäßig" verzichtet, wärs hier gar nicht zu dieser "ideal"-Debatte gekommen.

schukoplex schrieb:Keppler, Ellipsen, ...

Erklär, täusch nicht nur vor.

schukoplex schrieb:Also im Perigäum steht sie ja doch mal für wenigstens eine Plancksekunde still. Theoretisch :)

WIe ich befürchtet habe. Dabei sagte ich noch extra, daß eine Orbitalbewegung mit konstanter Orbitalgeschwindigkeit eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung wäre. Auf einer von einer Kreisbahn verschiedenen Ellipse gibt es keine konstante Umlaufgeschwindigkeit, also wird diese mal höher, mal niedriger. Diese Beschleunigung meine ich aber überhaupt nicht. Dir fehlt schlicht und einfach das physikalische Verständnis dafür, daß jede Richtungsänderung eine Beschleunigung ist. - Und dabei fing ich sogar extra mit dem erlebten Beschleunigungsdruck im konstant fahrenden Auto in einer ebenso konstanten Linkskurve an!

Und daß bezüglich der reinen Orbitalgeschwindigkeit es zwei Punkte auf der Bahn gebe, an denen sich die Geschwindigkeit nicht ändere, ist übrigens nur "idealerweise" gedacht und nicht wirklich richtig. Wenn Du schon Idealfälle ausklammern willst, dann bitte richtig.

Chemik schrieb:Na und? Ist das Schlimm?. Man kann ihn so bauen, dass er zum stehenbleiben lang genug braucht um feststellen zu können, ob man selbst beschleunigt ist oder nicht.

Man könnte auch ein Focaultsches Pendel nehmen, welches mindestens einen Tag lang pendelt, am besten mehrere Tage. Vergleicht man dann die Richtung des Pendelns bei exakt gleichem Sonnenstand an verschiedenen Tagen, sollten die Pendelrichtungen leicht voneinander abweichen und damit den Beweis erbringen, daß sich die Erde (nicht nur um sich selbst, sondern auch) um die Sonne dreht.