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Kugelexperiment

 
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Steve



Anmeldedatum: 20.12.2004
Beiträge: 539

BeitragVerfasst am: Do Dez 16, 2010 11:34 pm    Titel: Kugelexperiment Antworten mit Zitat

Hi zusammen,

habe mir gerade wieder mal das Kugelexperiment kurz angeschaut und über den Nutzen nachgedacht.
(ich rede im Folgenden von den idealisierten Voraussetzungen; real ist anders, jaja.)
Der Nutzen in diesem Fall ist ja das Vorankommen der Kugel. Nach Beendigung der Bahnfahrt freue ich mich, quasi gratis von A nach B gekommen zu sein. Das ist ein realer Nutzen, ok.
Energetisch gesehen ist es aber egal, ob ich mich bei A oder B befinde, das kommt aufs gleiche Energieniveau raus. Der Unterschied ist sozusagen ein "ideeller" Unterschied. Die Menschen scheinen aber diesen "ideellen" Nutzen mit einem energetischen Nutzen in den selben Topf werfen zu wollen.
Tatsächlich wird aber während der gleichförmigen Fortbewegung keinerlei Arbeit verrichtet, genau wie bei einem Raumschiff, das zwar antriebslos dahingleitet aber doch vorankommt.

Ich denke, diese undifferenzierte Auffassung des Nutzens ist es, was es uns so schwer macht, die Wahrheit des Kugelexperiments zu akzeptieren.
_________________
Grüße, Stefan
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Do Dez 16, 2010 11:45 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Lol ich sag ja nicht, dass ich das schon lange gesagt habe, aber ich habe das schon vor langer Zeit Mal gesagt (und Du ja auch Laughing ). (http://forum.hcrs.at/viewtopic.php?p=9583#9583)
Und ich kann und konnte bis jetzt beim besten Willen nicht verstehen wo hier einige Leute eine unerklärliche Energie-Quelle oder eine Verletzung des EES sehen wollen...
Ist doch völlig logisch! Vielleicht nicht gerade auf den ersten Blick intuitiv, aber spätestens nach dem ersten Mal grübeln ist der Fall klar.
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sswjs



Anmeldedatum: 21.09.2008
Beiträge: 1148

BeitragVerfasst am: Fr Dez 17, 2010 5:38 am    Titel: Re: Kugelexperiment Antworten mit Zitat

Moin,

Zitat:
habe mir gerade wieder mal das Kugelexperiment kurz angeschaut und über den Nutzen nachgedacht.
(ich rede im Folgenden von den idealisierten Voraussetzungen; real ist anders, jaja.)
Steve, der Nutzen ist auch idealisiert null.

Zitat:
Der Nutzen in diesem Fall ist ja das Vorankommen der Kugel. Nach Beendigung der Bahnfahrt freue ich mich, quasi gratis von A nach B gekommen zu sein. Das ist ein realer Nutzen, ok.
Falsch. Das dieses als Nutzen angesehen wird, liegt am Bezugssystem. Ändert man das Bezugssystem ist es das Standartverhalten unserer Welt.

Unser Bezugssystem ist historisch gewachsen und die Menschen brauchen etwas Festes um sich selber zu definieren. In unserer Welt gibt es aber nichts, was fix ist. Einen Nullpunkt muss man willkürlich definieren. Das birgt aber immer die Gefahr, daß jeder seinen "Nullpunkt" (Fixpunkt) definiert, oder daß das, was zum definieren benutzt wird, ungeeignet sein könnte.
Historisch wurde eine Geschwindigkeit benutzt, um Zeit und Länge zu definieren. Böser Fehler, der in unserer Standartphysik leider nicht mehr wegzukriegen ist. Zeit und Länge ist das selbe, da es in unserer Welt nur Relativgeschwindigkeiten gibt. Und, so lange es keine Wechselwirkung gibt, wird natürlich auch keine Energie (Arbeit) umgesetzt.

Zitat:
Energetisch gesehen ist es aber egal, ob ich mich bei A oder B befinde, das kommt aufs gleiche Energieniveau raus.
Nicht ganz. Wenn an A und B keinerlei Wechselwirkungen stattfinden ist deine Aussage wahr. Findet aber an einen der beiden Punkte eine Wechselwirkung statt...

Zitat:
Der Unterschied ist sozusagen ein "ideeller" Unterschied. Die Menschen scheinen aber diesen "ideellen" Nutzen mit einem energetischen Nutzen in den selben Topf werfen zu wollen.
Tja. hier sind wir wieder mal am Bezugssystem angelangt.

Zitat:
Tatsächlich wird aber während der gleichförmigen Fortbewegung keinerlei Arbeit verrichtet, genau wie bei einem Raumschiff, das zwar antriebslos dahingleitet aber doch vorankommt.
Wenn jegliche Wechselwirkungen fehlen, ist das auch so.

Zitat:
Ich denke, diese undifferenzierte Auffassung des Nutzens ist es, was es uns so schwer macht, die Wahrheit des Kugelexperiments zu akzeptieren.
Mit "Wahrheit" würde ich hier sehr vorsichtig sein. Denn, mit der "Wahrheit" verhält es sich wie mit unseren Bezugssystem, sie muss vorher definiert werden...

Eine der Formeln für die kinetische Energie lautet: E=1/2mv²
Bei Einstein: E=mc²

Über den Faktor 2 sollten wir uns mal nicht streiten, aber nur diese Energie kann bei einer Wechselwirkung freigesetzt werden und nur dann.

Jetzt auch mal wechselwirkt...
sswjs
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Gecko



Anmeldedatum: 06.06.2010
Beiträge: 74

BeitragVerfasst am: Fr Dez 17, 2010 7:23 am    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

ich hab grad nicht viel Zeit (relativ), deshalb schreib ich stichpunktartig, da der Faktor 2 schon eine Bedeutung hat:

- Das 1/2 verschwindet bei der Herleitung.

- Aus E = 1/2*m*v² wird E = 1/2*m*v*v

- Ist das Gleiche wie E = 1/2*a*t*m*v

- 1/2*a*t ist die Durchschnittsgeschwindigkeit die während der linearen Beschleunigung auf den Energiezustand vorhanden ist.

- Deshab: E = m*Endgeschwindigkeit*Durchschnittsgeschwindigkeit

- Bei Licht ist Endgeschwindigkeit=Durchschnittsgeschwindigkeit=c

- Also E = m*c²

Somit gilt diese Formel auch nur für Teilchen wie Licht und nicht für uns fassbare Massen.

Grüße
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sswjs



Anmeldedatum: 21.09.2008
Beiträge: 1148

BeitragVerfasst am: So Dez 19, 2010 7:04 am    Titel: Antworten mit Zitat

Moin,

danke, für den Denkanstoß, woher die 1/2 kommen könnten.

Was ich allerdings zeigen wollte, ist, daß in der grundlegensten Formel unserer Welt (nennen wir sie mal so) E=mc², weder Länge noch Zeit benutzt wird, sondern Masse und Geschwindigkeit und sich alles andere davon ableitet.
Auch wenn die Einheit Kilometer pro Sekunde heißt, ist es egal, wie ich die Eins über und unter dem Bruchstrich benenne.


sich jetzt auch teilt...
sswjs
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: So Dez 19, 2010 10:56 am    Titel: Antworten mit Zitat

Hmm, das ist IMHO eine merkwürdige Herleitung.

Das gilt ja nur gerade, wenn du von einer linearen Beschleunigung ausgehst. Auf diese Weise auf E=m*c^2 zu schliessen finde ich ein wenig gewagt.

Zitat:
Somit gilt diese Formel auch nur für Teilchen wie Licht und nicht für uns fassbare Massen.


Das irritiert mich noch mehr. Was meinst Du damit?
Dass diese Formel bei Teilchen mit Massen gilt, ist ja bewiesen. Siehe Atomgewichte und deren Energie (nukleare Reaktionen).
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Gecko



Anmeldedatum: 06.06.2010
Beiträge: 74

BeitragVerfasst am: So Dez 19, 2010 11:35 am    Titel: Antworten mit Zitat

Ich meine damit das diese Formel nur gilt, wenn das Teilchen das die Energie besitzt keine Beschleunigung benötigt um seine Geschwindigkeit zu erreichen, sondern diese sofort hat - wie Licht.
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zwengelmann



Anmeldedatum: 19.12.2010
Beiträge: 1

BeitragVerfasst am: Di Dez 21, 2010 8:42 pm    Titel: Zur Aufklärung E=mc² und das Kugelexperiment Antworten mit Zitat

Hier gibt es offenbar Unklarheiten bezüglich des Energie-Masse-Äquivalents. Man darf nicht Äpfel mit Birnen vergleichen.

E=mc² beschreibt die Energie, die frei wird, wenn man eine Masse m in Energie umwandelt, wie es bei Kernreaktionen vorkommt. Diese hat NICHTS mit der kinetischen Energie E=0,5mv² zu tun.

Also bitte keine Diskussion über den "misteriösen" Faktor 2. Wir haben hier keine Kernreaktion, also können wir die Ruheenergie ruhig vernachlässigen. Wir halten uns auch nicht im relativistischen Bereich auf.

Energetisch besteht, wie Steve schon ausführte, kein Unterschied. Jedenfalls wenn man ein reibungsfreies Idealsystem betrachtet. Wenn die Kugel in die Senke runterrauscht, wird sie durch das Schwerefeld der Erde beschleunigt und am Ende auf der Rampe durch das gleiche Feld wieder gebremst. Das Schwerefeld bringt die Beschleunigungs- bzw. Bremsleistung auf.

Umgekehrt ruckelt die Kugel auch an unserem Planeten, wegen der unterschiedlichen Massenverhältnisse fällt das allerdings nicht auf. Auch hier ist energetisch die Summe 0.

Gruß Zwengelmann
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Steve



Anmeldedatum: 20.12.2004
Beiträge: 539

BeitragVerfasst am: Mo Dez 27, 2010 11:43 am    Titel: Antworten mit Zitat

Hi zusammen!

SSWJS:
Zitat:
Steve, der Nutzen ist auch idealisiert null.

Sag das mal über eine Fuhre Kies, die Du zum Hausbau dringend benötigst...! Very Happy

Zitat:
Das dieses als Nutzen angesehen wird, liegt am Bezugssystem

...und da ich für A und B plausiblerweise dasselbe Bezugssystem annehme, sehe ich das Ergebnis dann als Nutzen an. Der Mensch will ja vorankommen. Also nimmt er als Bezug das, was für ihn subjektiv stillsteht, z. B. den Erdboden unter seinen Füßen. Wir wissen alle, daß es im Universum keinen absoluten Bezugspunkt gibt, daß sich die Erde dreht, diese sich um die Sonne bewegt, das Sonnensystem sich in der Milchstraße befindet und die Milchstraße mit ziemlich Stoff ins Irgendwo flitzt.
Erspar mir bitte weitere Wortklaubereien.

Zitat:
Wenn an A und B keinerlei Wechselwirkungen stattfinden ist deine Aussage wahr.

In der idealisierten Version findet keine Wechselwirkung statt, in der realen Version findet IMMER Wechselwirkung statt, die allerdings in aller Regel so klein ausfällt daß sie völlig irrelevant ist.

Zitat:
Denn, mit der "Wahrheit" verhält es sich wie mit unseren Bezugssystem, sie muss vorher definiert werden...

Das sehe ich anders: Wahrheit ist das, was IST, ob wir es in der Theorie so erfassen, oder nicht; ob wir es sehen können, oder nicht; ob wir es messen können oder nicht.
_________________
Grüße, Stefan
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peterh



Anmeldedatum: 26.05.2011
Beiträge: 28

BeitragVerfasst am: Mi Jun 08, 2011 10:20 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Das Experiment könnte noch viel eindrucksvoller sein, wenn die "Kuhle" länger wäre.

Es ist IMO so: Im Anfangszustand ist die potentielle Energie beider Kugeln gleich.
Wenn die 2te Kugel in die Kuhle fällt, verliert sie potentielle Energie und gewinnt kinetische Energie. Deshalb ist sie tatsächlich schneller. Wäre die "Kuhle" länger, dann sollte man das deutlicher erkennen.
Es wird keine Energie "geliehen" sondern es wird Lageenergie in kinetische Energie und damit in Geschwindigkeit umgewandelt.
Ganz am Schluss, wenn keine kinetische Energie mehr benötigt wird, wird die kinetische Energie wieder in potentielle umgewandelt
Die 2te Kugel setzt die Energie, die sie hat, klüger ein, so kann man es auch sehen, bzw. ist besser an das Problem angepasst und lösst es deshalb schneller.

Energetisch geht das völlig konform mit der Energieerhaltung.
Wir mussten an der FH sowas berechnen, aber mit Düsenjägern Wink

Damit kann man das Experiment noch anders gestalten: Nehmen wir an, die Kugeln sind feindlich und haben Bordkanonen. Nun kann das umgekehrte geschehen: Düsenjäger 1 zieht steil nach oben, wird langsamer und hat nun eine prima Zielscheibe schräg unten vor sich Wink

Nicht immer ist der kürzeste Weg der beste und der schnellste, der klügste Weg ist immer besser.
Energie kann auch ein Nachteil sein, wenn man zuviel davon hat und wenn man keine Möglichkeit sieht, sie loszuwerden oder umzuwandeln.

Etwas martialisch, aber wahr. Unser damaliger Dozent war so: Leute, schlaft nicht, der Feind schläft auch nicht. Das sind keine Wolkengucker, dadurch gewinnt man nichts, die arbeiten Tag und Nacht... Wink
Langfristig gewinnt der Klügere.
Nicht dass ich seine Ansichten alle teilen würde. Hab dann irgendwann auch aufgehört zu studieren.

Jedenfalls ist die Energieerhaltung hier nicht in Frage gestellt. Ich schätze die Laborseiten sehr, die Experimente sind genial. Aber die Erklärung zu diesem Experiment bringt nichts, das ist am einfachsten zu erklären, wenn man die Energieerhaltung konsequent berücksichtigt und die Energieumwandlungsgesetze anwendet.

Würde man die "Kuhle" verlängern, dann könnte die 2te Kugel selbst dann das Rennen gewinnen, wenn sie weniger Energie zur Verfügung hätte. Für eine Horizontale, reibungsfreie Bewegung braucht man netto überhaupt keine Energie.

Peter
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