?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Nach dem ?quivalenzprinzip ist schwere Masse immer gleich tr?ger Masse.
Laut Wikipedia m?sste sonst die Relativit?tstheorie ernsthaft in Frage gestellt werden.

http://de.wikipedia.org/wiki/?quivalenzprinzip_(Physik)#.C3.84quivalenzprinzip_der_allgemeinen_Relativit.C3.A4tstheorie


Vor Kurzem zeigte aber das Z?rcher Lokalfernsehen einen Beitrag, in dem zu sehen war, dass auch leichtmassige Objekte eine gef?hrlich hohe Massentr?gheit erreichen k?nnen. Und das schon bei geringer Geschwindigkeit.

Ein Auto prallt mit 30KmH gegen ein anderes Objekt.
Auf dem Dach des Autos ist eine Plastikbox befestigt, in der sich eine Skiausr?stung befindet.
Die Sendung zeigt eine Zeitlupenaufnahme, in der zu sehen ist, wie die Skiausr?stung nach dem Aufprall regelrecht aus der Plastikbox "herausquillt".
In Wirklichkeit schiessen die Objekte mit beachtlichem Tempo aus der Box und reissen dabei Teile der Box weg.
Nat?rlich haben die eher leichtmassigen Skiobjekte teilweise den Impuls des tonnenschweren Autos ?bernommen.

Aber Massentr?gheit wird in der Physik beschrieben als die Tendenz, die Bewegungsrichtung beizubehalten, solange keine Kraft auf die betreffenden Objekte einwirkt.
Je gr?sser die Massentr?gheit, um so weniger l?sst sich ein K?rper in seiner Bewegung beeinflussen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Tr?gheit

Die Skiausr?stung zeigt eindr?cklich die Tendenz, ihre Bewegung in gleicher Richtung fortzusetzen. Sie l?sst sich auch durch die Plastikbox kaum daran hindern.
30 KmH ist keine hohe Geschwindigkeit, ein guter Sprinter kann dieses Tempo ebenfalls erreichen.
Man kann wohl sagen, dass die leichtmassige Skiausr?stung eine ?berproportional hohe Massentr?gheit im Vergleich zu ihrer Masse hat.
Die ?quivalenz von schwerer und tr?ger Masse scheint also nicht immer zu stimmen.


Der Film kann angesehen werden auf:

http://www.telezueri.ch:80/index.php?id=6723

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Dezember 2006 "Z?riNews/Z?riWetter"

Donnerstag, 07.12.2006
Z?riNews

Die Aktion ist bereits am Anfang in der Themen?bersicht zu sehen.
Der Hauptbeitrag wird nach etwa 10 Minuten nach Beginn gezeigt.
(Die Sendung ist schweizerdeutsch gesprochen.)

Gruss von Froggy

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von froggy am 15.12.2006 11:50.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Zitat:

Nat?rlich haben die eher leichtmassigen Skiobjekte teilweise den Impuls des tonnenschweren Autos ?bernommen.

das ist quatsch, denn die skiausr?stung hat h?chstens die gleiche geschwindigkeit wie das auto, aber nie den gleichen impuls, es sei denn, sie ist genauso schwer.

wenn die skiausr?stung beim aufprall die plastikbox durchbricht, hat das nicht zu bedeuten, dass die tr?ge masse pl?tzlich gr??er ist als die schwere masse.
das zauberwort hei?t "beschleunigung". bei einem frontalaufprall
bremst das auto in sekundenbruchteilen von 30 km/h auf 0 km/h runter, und diese beschleunigung ist sehr viel gr??er als g. die skiausr?stung bewegt sich in der box erst mal mit 30 km/h weiter und erreicht die wand, an der sie abgebremst wird. die arme plastikbox h?lt aber solche kr?fte nicht aus und bricht. ganz einfacher vorgang.

?quivalenz von tr?ger und schwerer masse sagt lediglich aus, dass man nicht experimentell feststellen kann, ob die kraft die auf einen k?rper wirkt gravitationskraft oder beschleunigungskraft ist. wenn man die skiausr?stung in der schwerelosigkeit mit g beschleunigt, dann ?bt sie die gleiche kraft aus wie auf der erde durch die massenanziehung.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Zitat:

Nat?rlich haben die eher leichtmassigen Skiobjekte teilweise den Impuls des tonnenschweren Autos ?bernommen.

verzeihung, habe das "teilweise" ?berlesen.

EDIT:
dadurch wird es aber auch nicht viel richtiger, denn das tonnenschwere auto hat seinen eigenen impuls, der nicht mit dem impuls der skiausr?stung zusammenh?ngt. teilimpulse werden einfach zum gesamtimpuls addiert.

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Fritz_Kugelblitz am 15.12.2006 17:18.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Ich glaube kaum, dass die Skiausr?stung die Plasikbox derart durchbrechen k?nnte, wenn ich sie an einem Fahrrad befestigen w?rde.
Und dann auf dem Fahrad mit 30KmH in eine Mauer prallen w?rde.

Auch wenn wir,genau wie das Auto, auf 30KmH beschleunigt haben und genau so schnell auf 0KmH hinunterbremsen.

Weil ich und das Fahrrad viel weniger Masse haben als ein Auto und daher viel weniger Impuls und Massentr?gheit ?bertragen.


Das ist ja der Grund, weshalb wir uns in einem Auto anschnallen m?ssen.
Bei einem Aufprall in dem schweren Auto drin w?rden wir sonst mit enormer Wucht nach vorne geschleudert, und das schon bei geringen Geschwindigkeiten.
Die Insassen zeigen in dem schweren Auto weit h?here Massentr?gheit als ihnen von ihrer Masse her zustehen w?rde.

Gruss von froggy

(Ich habe ?brigens Erfahrung mit der "Schnellbremsung" auf einem Fahrrad. Ich war auf dem Fahrrad mit mindestens 40KmH unterwegs, da ich bergabw?rts fahrend meine Kollegin auf dem Moped einholen wollte. Ich rate ?brigens niemandem an, mir das nachzumachen! Das ist hochgef?hrlich und ich w?rde sowas nie wieder machen!
Ich geriet mit dem Fahrrad in eine Zugschiene, die schr?g ?ber die Strasse verlief und st?rzte. Ich hatte Gl?ck und war kaum "besch?digt" und das Fahrrad gar nicht. Mit ein paar Sch?rfwunden konnte ich gleich weiterfahren.
So eine Schnellbremsung m?chte ich lieber nicht unangegurtet in einem Auto erleben.)

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von froggy am 15.12.2006 18:28.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

H?tte die Skiausr?stung eine h?here Tr?gheit, w?rde sie im Vakuum langsamer fallen, als andere K?rper. Da sich jedoch bis jetzt gezeigt hat, dass alle K?rper im Vakuum gleich schnell fallen, ist deine Behauptung falsch.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Ich habe von dem Experiment auf dem Mond geh?rt. Die Astronauten liessen eine Feder und ein Bleiobjekt fallen.
Die Objekte landeten offenbar gleich schnell auf dem Mondboden.

Ich glaube nicht, dass dies etwas mit der Massentr?gheit zu tun hat.
Ich glaube eher, dass dies eine Sache der Eigen-Gravitation der Gegenst?nde ist.

Gravitationskr?fte wirken immer gegenseitig auf die Objekte ein.

Die fallenden Gegenst?nde ziehen auch den Mond an. Und sie ziehen sich durch ihre Gravitationskraft zum Mondboden hin.
Das schwerere Objekt hat eine gr?ssere Eigengravitation und zieht sich st?rker zum Mondboden hin.

Ein schwerer K?rper muss nicht beschleunigt werden, damit er im Vakuum gleich schnell landet wie ein leichter K?rper.
Durch seine h?here Gravitationskraft zieht er sich etwas schneller zum Boden.

Ein leichteres Objekt beschleunigt sich nicht so stark zum Mondboden hin, da es eine weniger grosse Eigengravitation hat.

Die Massentr?gheit wird auf der Homepage "Einstein Online" auf?hrlich erkl?rt.
Sie wird beschrieben, als die Tendenz von Objekten, sich Bewegungs?nderungen zu widersetzen.
Die Bewegungsrichtung und auch die Geschwindigkeit bleibt gleich, bis eine zus?tzliche Kraft auf die Objekte einwirkt.

http://www.einstein-online.info/de/navMeta/glossar/t/index.html#traege_Masse

Auf die schwereren Objekte wirkt eine zus?tzliche Kraft ein, wenn sie fallen. Ihre gr?ssere Eigengravitation.

Wenn man in diesem Sinne die Situation mit der Skiausr?stung nachstellen wollte, dann m?sste man das Federchen locker auf die Bleikugel heften und dann die Bleikugel im Vakuum fallen lassen.
Ich k?nnte mir gut vorstellen, dass sich das Federchen schwieriger aus der Fallrichtung ablenken lassen w?rde, wenn es sich etwa in der Mitte des Fallweges von der Bleikugel l?sen w?rde.
Und wenn man dann versuchen w?rde, die Bahn des nun freifallenden Federchens zu beeinflussen.

Wenn das Federchen von Anfang an frei gefallen w?re, dann liesse es sich wohl leichter aus der Fallrichtung ablenken.
Obwohl der Effekt wahrscheinlich verschwindend klein w?re bei einem so leichten Objekt.
Gruss von Froggy

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von froggy am 19.01.2007 14:03.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Hallo miteinander !

Ich bin keine grosse Leuchte in Physik, aber vielleicht kann ich trotzdem was zur Diskussion beitragen.

@froggy : Stimmt, ein schwererer K?rper zieht sich st?rker zum Mond hin, deswegen ist die Kraft auch gr?sser. Aber er hat ja auch eine gr?ssere Masse und deshalb braucht man mehr Kraft, um ihn zu beschleunigen. Im Endeffekt heben sich die beiden Sachen "gr?ssere Kraft" und "gr?ssere Masse" dann auf, und es entsteht die gleiche Beschleunigung wie bei einem leichteren K?rper. Oder hab ich nicht verstanden, worauf du hinauswillst ?

Gr?sse von Tim

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Einstein sagt, die Zeit vergeht langsamer, wenn man sich schnell bewegt. Aber seit wann bewegen sich Wartezimmer mit Lichtgeschwindigkeit ??

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Hallo Tim

Du bist grad schneller gewesen als ich!
Ich war grad noch am Editieren.
Ich befasse mich mit der Massentr?gheit von miteinander verbundenen Objekten.
Ich glaube, dass Objekte, die miteinander in Kontakt stehen, sich in ihrer Massentr?gheit beeinflussen.
So dass auch leichtmassige K?rper eine hohe Massentr?gheit erreichen k?nnen, wenn sie sich in Kontakt mit schwereren Objekten bewegen.
Und somit w?rde die Annahme "schwere Masse gleich tr?ge Masse" nicht immer stimmen.

Gruss von Froggy

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von froggy am 19.01.2007 14:16.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Hi froggy,

Ich muss jetzt ganz ehrlich zugeben dass mir der Unterschied von schwerer und tr?ger Masse eh nicht klar ist. Soweit ich das bei Wikipedia nachgelesen hab, bedeutet dass das alle K?rper gleich schnell fallen oder ?


Gr?sse von Tim

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Einstein sagt, die Zeit vergeht langsamer, wenn man sich schnell bewegt. Aber seit wann bewegen sich Wartezimmer mit Lichtgeschwindigkeit ??

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Die Massentr?gheit wird auf der Homepage "Einstein Online" beschrieben als die Tendenz von Objekten, ihre Bewegungsrichtung beizubehalten.

http://www.einstein-online.info/de/navMeta/glossar/t/index.html#traege_Masse

Als "schwere Masse" wird die Massenmenge und somit die Gravitationswirkung des Objekts beschrieben.

http://www.einstein-online.info/de/navMeta/glossar/m/index.html

Es ist in der Regel schwieriger, ein schwermassiges Objekt aus der Bahn zu bringen. Oder es zu beschleunigen, bzw. zu bremsen.

Aber ich glaube, wenn ein leichtes Objekt sich in Kontakt mit einem schwereren Objekt bewegt, dann kann es auch schwieriger werden, dieses Objekt zu bremsen bzw abzulenken.
Dies wird an bei dem Beispiel mit der Skiausr?stung deutlich, das ich ganz am Anfang beschrieben habe. Die Skiausr?stung bewegt sich in Kontakt mit dem schwermassigen Auto und durchdringt einfach die Verschalung der Schutzbox, wenn das Auto mit 30Kmh in eine Mauer prallt.
Die Skiausr?stung l?sst sich also kaum bremsen, hat also eine beachtlich hohe Massentr?gheit im Vergleich zu ihrer eher leichten Masse.

Gruss von Froggy

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von froggy am 19.01.2007 14:32.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Ok jetzt hab ich das glaub ich begriffen.

Tja das ist schon schwer zu sagen, aber ich w?rde dir mal vom Gef?hl her rechtgeben, weil es schon verwunderlich ist wenn so eine leichte Skiausr?stung solche Kr?fte entwickeln kann. Aber das Argument von Fritz Kugelblitz weiter oben find ich auch passend, also dass die Ausr?stung ja unheimlichen Beschleunigungen ausgesetzt ist und weil ja F = m*a ist, hat man wieder eine grosse Kraft. Aber ob das jetzt ausreicht, um eine Plastikbox kaputtzureissen, das kann ich schlecht beurteilen. Wie gross ist denn wohl die Beschleunigung in dem Fall ?


Gr?sse von Tim

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Einstein sagt, die Zeit vergeht langsamer, wenn man sich schnell bewegt. Aber seit wann bewegen sich Wartezimmer mit Lichtgeschwindigkeit ??

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Ich muss zugeben, das weiss ich nicht!
Ich komme mit Formeln nicht gut zurecht.
Da bin ich an meiner Grenze angelangt.

Gruss von Froggy

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Geht mir im Prinzip genauso, ich finde den ganzen Formelkram ziemlich un?bersichtlich. Da weiss man am Ende doch gar nicht mehr, wor?ber man eigentlich spricht. Also ok, F = m*a, das geht ja noch, aber wenns dann mal richtig kompliziert wird... gute Nacht sag ich da nur.


Gr?sse von Tim

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Einstein sagt, die Zeit vergeht langsamer, wenn man sich schnell bewegt. Aber seit wann bewegen sich Wartezimmer mit Lichtgeschwindigkeit ??

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Zitat:

TimTim schrieb am 19.01.2007 13:38 Uhr: Ok jetzt hab ich das glaub ich begriffen. Tja das ist schon schwer zu sagen, aber ich w?rde dir mal vom Gef?hl her rechtgeben, weil es schon verwunderlich ist wenn so eine leichte Skiausr?stung solche Kr?fte entwickeln kann. Aber das Argument von Fritz Kugelblitz weiter oben find ich auch passend, also dass die Ausr?stung ja unheimlichen Beschleunigungen ausgesetzt ist und weil ja F = m*a ist, hat man wieder eine grosse Kraft. Aber ob das jetzt ausreicht, um eine Plastikbox kaputtzureissen, das kann ich schlecht beurteilen. Wie gross ist denn wohl die Beschleunigung in dem Fall ? Gr?sse von Tim

Ich habe das mal ausgerechnet bei 30km/h und einem Gewicht der Ski Ausr?stung von gesch?tzten 20kg und einer Verz?gerung von 100ms komme ich auf eine Kraft von 1666N das entspricht einer Gewichtskraft von ca. 166kg.

Das ist schon eine Menge, das reicht locker um eine Plastikbox zu aufzudr?cken.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Hallo Siggi,

sch?n da kennt sich ja offensichtlich jemand aus. Das seh ich ein, wenn sich ein 166kg-Kerl auf eine Plastikbox setzt, dann faltet die sich 100%ig zusammen.

Jetzt w?rd ich aber gern noch eine Frage stellen, vielleicht kannst du mir die ja beantworten. Ich hab jetzt glaub ich begriffen was schwere und was tr?ge Masse ist, und zwar redet man von schwerer Masse wenn man die Gewichtskraft meint und von tr?ger Masse wenn man irgendwas bewegen will, der Widerstand gegen die Bewegung ist dann die tr?ge Masse.
Ok jetzt zu meiner Frage : Ich versteh nicht so ganz was das ganze mit Relativit?tstheorie zu tun haben soll. Kann man das so halbwegs verst?ndlich erkl?ren ?


Gr?sse von Tim

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Einstein sagt, die Zeit vergeht langsamer, wenn man sich schnell bewegt. Aber seit wann bewegen sich Wartezimmer mit Lichtgeschwindigkeit ??

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Zitat:

TimTim schrieb am 19.01.2007 15:20 Uhr: Hallo Siggi, sch?n da kennt sich ja offensichtlich jemand aus. Das seh ich ein, wenn sich ein 166kg-Kerl auf eine Plastikbox setzt, dann faltet die sich 100%ig zusammen. Jetzt w?rd ich aber gern noch eine Frage stellen, vielleicht kannst du mir die ja beantworten. Ich hab jetzt glaub ich begriffen was schwere und was tr?ge Masse ist, und zwar redet man von schwerer Masse wenn man die Gewichtskraft meint und von tr?ger Masse wenn man irgendwas bewegen will, der Widerstand gegen die Bewegung ist dann die tr?ge Masse. Ok jetzt zu meiner Frage : Ich versteh nicht so ganz was das ganze mit Relativit?tstheorie zu tun haben soll. Kann man das so halbwegs verst?ndlich erkl?ren ? Gr?sse von Tim

Das braucht man nicht zu erkl?ren, das hat nichts mit der RT zu tun, das hat schon Newton erkl?rt.

Die ?quivalenz zwischen den beiden Massen, was bedeutet es gibt keinen Unterschied, das behauptet die ART.

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Siggi am 19.01.2007 20:52.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Im ?brigen m?chte ich mal die Frage stellen warum es sich alle so schwer machen.

Das die ART nicht richtig ist bestreitet eigentlich kein Wissenschaftler, den sie wiederlegt sich selbst indem sie indirekt schwarze L?cher vorraussagt, die nach der ART eine unendliche Raumkr?mmung ergeben.
Aber eine unendliche Raumkr?mmung ist nonsens und kann es nicht geben.
Also ist die ART falsch, man mu? sie durch eine Theorie ersetzen die auch die schwarzen L?cher richtig beschreiben kann. Dazu geh?rt nat?rlich dass man die Quanten Physik miteinbezieht.

@Aether

Kann Deine Theorie bei diesen Problemen weiterhelfen?
Das w?re ein Meilenstein in der Wissenschaft.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Zitat:

Siggi schrieb am 19.01.2007 19:48 Uhr: Das braucht man nicht zu erkl?ren, das hat nichts mit der RT zu tun, das hat schon Newton erkl?rt. Die ?quivalenz zwischen den beiden Massen, was bedeutet es gibt keinen Unterschied, das behauptet die ART.

Sorry da muss ich jetzt nochmal nachfragen. Das mit der ?quivalenz der beiden Massen hat also schon mit Newton angefangen und Einstein best?tigt das quasi durch die Relativit?tstheorie ?


Gr?sse von Tim

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Einstein sagt, die Zeit vergeht langsamer, wenn man sich schnell bewegt. Aber seit wann bewegen sich Wartezimmer mit Lichtgeschwindigkeit ??

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Zitat:

TimTim schrieb am 19.01.2007 20:23 Uhr: Zitat: Siggi schrieb am 19.01.2007 19:48 Uhr: Das braucht man nicht zu erkl?ren, das hat nichts mit der RT zu tun, das hat schon Newton erkl?rt. Die ?quivalenz zwischen den beiden Massen, was bedeutet es gibt keinen Unterschied, das behauptet die ART. Sorry da muss ich jetzt nochmal nachfragen. Das mit der ?quivalenz der beiden Massen hat also schon mit Newton angefangen und Einstein best?tigt das quasi durch die Relativit?tstheorie ? Gr?sse von Tim

Nein mit Newton bezog ich mich auf die Tr?gheit der Massen. Zu dem Beispiel.

Gallileo hat das sogenannte schwache ?quvalenzprinzip formuliert, dieses besagt, dass alle K?rper im Vakuum gleich schnell fallen.

Einstein hat gesagt das ich nicht unterscheiden kann ob der K?rper aufgrund der Tr?gheit schwer ist oder aufgrund der Gravitation. Dies ist nach der ART ein und das selbe.
Nach der ART wird die Massenanziehung durch eine Raumkr?mmung verursacht.

Les Dir das am besten bei wikipedia nach, da ist das ganz gut erkl?rt:

http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84quivalenzprinzip_%28Physik%29#.C3.84quivalenzprinzip_der_allgemeinen_Relativit.C3.A4tstheorie

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Siggi am 19.01.2007 22:33.

Re: ?quivalenzprinzip der Relativit?tstheorie

Das ?quivalenzprinzip besagt nicht nur dass schwere und tr?ge Masse gleich sind, sondern dass sie sich ihrem "Wesen" nach nicht unterscheiden. Das bedeutet, man kann die Gravitationskraft mit der Tr?gsheitskraft identifizieren. Wenn ich mich in einem beschleunigten Raumschiff befinde, sp?re ich dort aufgrund meiner Masse eine Kraft, die sich nicht von der Gravitation unterscheiden l?sst. Genau k?nnte man behaupten, dass ich auf der Erde eine Gravitation sp?re, weil ich mich hier nicht in einem Inertialsystem befinde. Frei fallende Systeme sind Inertialsysteme. Der Erdboden beschleunigt (lokal) nach oben und als Folge davon werden wir durch die Tr?gheit nach unten gedr?ckt. DAS ist das ?quivalenzprinzip.