Feder-Masse-System

Hier wird die Relativitätstheorie Einsteins kritisiert oder verteidigt

Re: Feder-Masse-System

Beitragvon Hannes » Mo 26. Dez 2011, 17:48

Hallo Highway !
Sein Gedanke, wenn ich den richtig verstanden habe, ist der, dass zwischen Aktion und Reaktion eine zeitliche Verzögerung liegen muss. Woher sollte die Reaktion sonst wissen, dass sie zu reagieren hat, wenn die Aktion noch nicht aktiv war?

Dein Einwand ist ja richtig.Wenn die latente Kraft immer um eine Spur kleiner ist als die bewegende Kraft, hast du schon eine Zeitverzögerung. Die kann eine Millionstel Sekunde betragen oder sich nach der Schallgeschwindigkeit richten. Aber auf keinen Fall eine große Phasenverschiebung. Sonst würde am oberen Totpunkt, wie er ja auch gezeichnet hat,eine Delle entstehen, die man aber nirgends feststellen kann.Die optische Täuschung entsteht daraus, dass die Geschwindigkeit auf Null zurückgeht. Aber Federkraft und Trägheitskraft sind immer fast gleich groß, natürlich immer entgegengesetzt. Ist die Federkraft auf dem höchsten Level, ist gleichzeitig auch die Trägheitskraft auf dem Höhepunkt. Wenn die Federkraft am anderen Totpunkt Null wird,verschwindet die Trägheitskraft, wenn du nicht beim Anstoß zusätzlich Bewegungsenergie mitgegeben hast.

Mit Gruß
Hannes
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Massenkraft

Beitragvon rmw » Di 27. Dez 2011, 18:35

scharo hat geschrieben:Und vergisst zuzufügen, dass die Trägheitskraft mit wachsender Federkraft genauso wächst und sogar größer als die Federkraft sein muss – das war meine ständige Frage: „was dehnt die Feder weiterhin, trotz wachsender Federkraft“

Die Beschleunigung wächst mit zunehmender Federkraft und daher auch die Trägheitskraft. Die Feder wird einfach solange gedehnt bis die Bewegungsenergie der Masse verbraucht ist. Die Dämpfung verbraucht einen Teil der Federkraft, Trägheitskraft plus Dämpfungskraft entsprechen der Federkraft. Bei der gedämpften Schwingung ist die Trägheitskraft daher zwangläufig etwas kleiner als die Federkraft. Die Amplitude nimmt dadurch ab.
Erzwungene Schwingungen sind allerdings tatsächlich etwas komplizierter.

scharo hat geschrieben:Fragt mal einen Jampi-Dings-Bums Springer, wie er sich in UTP und OTP fühlt und ob er ein Bonbon, wie in der Fernsehwerbung zu sehen ist, klauen könnte. Bei max. Beschleunigung kaum, würde ich sagen.

Wenn der Springer in der Luft ist wird er konstant mit g verzögert (Bewegung nach oben) bzw. beschleunigt. Da Gravitation und Massenträgeit auf beliebig kleine Materieteilchen wirken und sich dort aufheben merkt der Springer nichts davon, er fühlt sich schwerelos.
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Re: Feder-Masse-System

Beitragvon Ernst » Di 27. Dez 2011, 18:45

Lieber Ljudmil,
scharo hat geschrieben: @ Ernst
„und in den Totpunkten ändert sich die Geschwindigkeit maximal.“
Und gerade das beanstande ich. Die Oberflächlichkeit von einem W. Fendt bringt keiner weiter.

Das ist einfach nur lächerlich. Da ist nichts zu beanstanden. Das ist elementares Wissen zur Dynamik. Und da ist nichts oberflächlich, sondern exakt dargestellt.
Was Du hier abziehst, ist einfach eine Dokumentation Deiner unsäglichen Vorstellungen, welche mit Wissenschaft nichts aber auch gar nichts zu tun hast.
Deine Kompetenz in Sachen elementarer Mechanik ist Null. Daher folgerichtig auch alle Deine weiteren Einlassungen zur Corioliskraft, Trägheitskraft etc.
Wer das Feder-Masse-System nicht im Schlaf beherrscht, sollte sich bei allen anderen Dynamik Themen zurückhalten. Es ist sonst eine Blamage in Endlosschleife.

Liebe Grüße
Ernst
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Re: Massenkraft

Beitragvon Ernst » Di 27. Dez 2011, 18:50

rmw hat geschrieben: Wenn der Springer in der Luft ist wird er konstant mit g verzögert (Bewegung nach oben) bzw. beschleunigt. Da Gravitation und Massenträgeit auf beliebig kleine Materieteilchen wirken und sich dort aufheben merkt der Springer nichts davon, er fühlt sich schwerelos.

Genau.

Ernst
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Re: Feder-Masse-System

Beitragvon scharo » Sa 31. Dez 2011, 17:29

Hallo Hannes,

„Ich kann mir nicht vorstellen, wo du die Phasenverschiebung hernimmst.“

Von daher: Was zieht die Feder weiter nach unten.

„Die Trägheitskraft als latente Kraft ist immer um eine Spur kleiner als die bewegende oder bremsende Kraft.“

Etwas missverstehst Du: Hier gibt es keine 3 Kräfte, es gibt nur eine bewegende (Trägheitskraft) und eine bremsende (Federkraft) bei der Bewegung nach unten. Trotz steigende Federkraft, schafft die Trägheitskraft die Feder weiter nach unten zu ziehen, sie ist also größer. Im unteren Punkt ist keiner der Kräfte verschwunden, sondern sie sind gleichgroß geworden, gleich danach (Impuls verbraucht) fällt die Trägheitskraft, so dass jetzt die Federkraft die „federführende“ wird und die Kugel wird nach oben beschleunigt. Über dieser Übergang wird diskutiert – dort existiert ein Zeitpunkt, wo die beiden Kräfte gleich sind, wo die Geschwindigkeit = 0 ist.
Die Frage und Streit ist, ob diese Zeitspanne eine kleine Weile dauert (dt), oder wird instantan überwunden t = 0. Meine Meinung nach ist eine kleine Weile und somit ist auch dv für diese dt = 0. Demzufolge ist auch die Beschleunigung in dieser Zeitspanne = 0.

@ Highway

„Sein Gedanke, wenn ich den richtig verstanden habe, ist der, dass zwischen Aktion und Reaktion eine zeitliche Verzögerung liegen muss. Woher sollte die Reaktion sonst wissen, dass sie zu reagieren hat, wenn die Aktion noch nicht aktiv war?“

Auch überlegungswert, das meine ich aber nicht. Aktion-Reaktion ist hier fehl am Platz. Es geht nur um den Unterschied zwischen bewegenden Kräften. Siehe ganz oben bei Max – seine Kraft ist offensichtlich größer als die der Feder, er dehnt die Feder weiterhin bis zu dem Punkt, wo seine Kraft nicht mehr ausreicht – das ist die Kurve, die etwas höher als die Kurve der Federkraft liegt. Im UTP schwindet seine Kraft aber, so dass die Federkraft jetzt oben liegt. Diese Übergang entspricht in weitesten Sinne eine Phasenverschiebung, die dann auch die Abflachung einer Sinusuide in UTP nach sich zieht.

@ Kurt

„Also ich finde das mit der Phasenverscheibung gut.
Denn sie ist es letztendlich die den "Sinus" ergibt.“


Danke, ist aber nicht richtig. Diese Phasenverschiebung verzerrt den „Sinus“. Die reine Sinuskurve wird von der gleichmäßigen Rotation abgeleitet. Ich meine jedoch, dass die realen Schwingungen durch diese Phasenverschiebung keinem idealen Sinus entspricht.

@ rmw

„Die Feder wird einfach solange gedehnt bis die Bewegungsenergie der Masse verbraucht ist.“

Sage ich ja, Du umgehst die Problematik. Eine Bewegungsenergie dehnt keine Feder, nur eine Kraft kann das. Und diese Bewegungsenergie, oder Impuls ist in die Kugel enthalten, wirken tut sie aber durch die Trägheitskraft. Oder die „Bewegungsenergie“ bzw. Impuls produziert eine größere Kraft, die die Feder weiterhin dehnt.


„Die Dämpfung verbraucht einen Teil der Federkraft,“


Jain und trotzdem nicht richtig. Die Dämpfung verbraucht nur Energie, Kraft kann man nicht „verbrauchen“, aber ich verstehe schon, was Du meinst.


„Wenn der Springer in der Luft ist wird er konstant mit g verzögert (Bewegung nach oben) bzw. beschleunigt. Da Gravitation und Massenträgeit auf beliebig kleine Materieteilchen wirken und sich dort aufheben merkt der Springer nichts davon, er fühlt sich schwerelos.“

Der Fehler lag bei mir – gerade beim Gummiseilspringer sollte ich den OTP nicht erwähnen, habe automatisch geschrieben, ohne zu überlegen. Nur UTP müsste angegeben werden und dort ist er bestimmt nicht schwerelos. Dort ist er nach meiner Meinung nur mit g beschleunigt und nicht wie Ihr meint mit g + max. a.
Schwerelos ist der Springer nur in der Phase des freien Falls, in dem Moment als das Seil zu ziehen beginnt, nicht mehr.

Viele Grüße und einen Guten Rutsch!
scharo
 
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Re: Feder-Masse-System

Beitragvon Kurt » So 1. Jan 2012, 01:54

scharo hat geschrieben:@ Kurt
„Also ich finde das mit der Phasenverscheibung gut.
Denn sie ist es letztendlich die den "Sinus" ergibt.“


Danke, ist aber nicht richtig. Diese Phasenverschiebung verzerrt den „Sinus“. Die reine Sinuskurve wird von der gleichmäßigen Rotation abgeleitet. Ich meine jedoch, dass die realen Schwingungen durch diese Phasenverschiebung keinem idealen Sinus entspricht.


Natürlich nicht, denn ein reiner Sinus entsteht nur wenn es zwei -identische- aber gegensätzliche Umstände sind die wirken.
Spule und Kondensator sind solche Kandidaten.
Auch zwei Mengen an irgendwas das sich gegenseitig verändert sind solche Gegensätze.
Bei der Federkraft, sie ist nicht linear steigend, und bei der Trägheit, sie ist proportional der versuchten Änderung, ergibt sich zwangsweise eine Phasenverschiebung.

Der "Sinus", also die Umwandlung der "Kreisbewegung" in eine sinusartige Bewegung, ist gar nicht so leicht zu durchschauen wie es auf den ersten Blick ausschaut.

Für mich ist der Sinus mit fast Null Klirrfaktor die ideale Schwingung die langzeitlich wirkt.
Der mit Klirrfaktor versehene Sinus ist eine -erzwungene- oder auch -resultierende-, auch bedämpfte, Schwingungsart.
Jede -erzwungende- Schwingung ist mit Phasenverschiebung (Klirrfaktor) behaftet.
Daran erkennt man die Art der Anregung der Schwingung.
Es lässt sich auch vielleicht so formulieren:
Die resonante Schwingung ist ziemlich frei von Phasenverschiebung, sie ist die "natürliche- Variante der Sinusschwingung, der Schwingung der Natur.
Die Federschwingung ist mit einer Phasenverschiebung behaftet, sie ist eine -nichtidealnatürliche- Schwingung.


Gruss Kurt
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Re: Feder-Masse-System

Beitragvon Hannes » So 1. Jan 2012, 07:55

Hallo Ljudmil !
Etwas missverstehst Du: Hier gibt es keine 3 Kräfte, es gibt nur eine bewegende (Trägheitskraft) und eine bremsende (Federkraft) bei der Bewegung nach unten. Trotz steigende Federkraft, schafft die Trägheitskraft die Feder weiter nach unten zu ziehen, sie ist also größer. Im unteren Punkt ist keiner der Kräfte verschwunden, sondern sie sind gleichgroß geworden, gleich danach (Impuls verbraucht) fällt die Trägheitskraft, so dass jetzt die Federkraft die „federführende“ wird und die Kugel wird nach oben beschleunigt. Über dieser Übergang wird diskutiert – dort existiert ein Zeitpunkt, wo die beiden Kräfte gleich sind, wo die Geschwindigkeit = 0 ist.
Die Frage und Streit ist, ob diese Zeitspanne eine kleine Weile dauert (dt), oder wird instantan überwunden t = 0. Meine Meinung nach ist eine kleine Weile und somit ist auch dv für diese dt = 0. Demzufolge ist auch die Beschleunigung in dieser Zeitspanne = 0.

Eigentlich glaube ich, dass ich nichts missverstehe.Die Trägheitskraft als reactio muss nach meiner Meinung um Sekundenbruchteile später einsetzen als die angreifende Kraft. Sonst würde sich das Gespann nicht in Bewegung setzen.Ob das eingrenzbar ist, kann ich auch nicht sagen. Was ist instantan ? Kann man instantan eingrenzen ? Es kann auch sein, dass die Trägheitskraft um Bruchteile kleiner ist als die angreifende Kraft.Die Schwerebeschleunigung könnte darüber Auskunft geben.Du musst nämlich bedenken, dass nicht die Trägheitskraft, sondern die Gravitation als treibende Kraft wirksam ist.
Bei der Abwärtsbewegung sind beide Kräfte (Gravitation minus Trägheit) größer als Federkraft, die ihrerseit
mit der Federspannung ansteigt.In dem Moment die Federkraft größer ist, dreht sich die Bewegungsrichtung um und die Federkraft minus Trägheit ist größer als Gravitation. Wir würden daher ein Bewegungsmodell OHNE störendem Einfluss der Gravitation brauchen.Die Trägheitskraft als beharrende Kraft muss ich immer von der BEWEGENDEN Kraft abziehen.

Prinzipiell kann ich aber deiner Meinung folgen.

Mit Gruß
Hannes
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Re: Feder-Masse-System

Beitragvon Bell » So 1. Jan 2012, 11:27

scharo hat geschrieben:Betrachten wir jetzt die Situation eines schwingenden Feder-Masse-Systems aus Laborsicht.
(...)
Nun, kommen wir zum unteren Totpunkt.
(...)
Meine Gedanke betraf genau diesen unteren Totpunkt, wo die Kugel zum Stillstand kommt und wo nach meiner Meinung für eine kleine Zeitspanne die Beschleunigung gleich Null sein muss. v = 0; Fres. = 0; demzufolge ist auch a = 0.
(...)
Mag sein, dass ich falsch liege, aber wo und warum.

Verlege Dein Labor einfach in ein Raumschif, welches mit 9,81 m/s² beschleunigt. In dem Labor selber wirst Du keinen Unterschied zum irdischen Labor bemerken. Aber wenn Du dieses Labor nun von außen betrachtest, wirst Du feststellen, dass die Kugel nie zum Stillstand kommt, am unteren Totpunkt vielmehr maximal beschleunigt wird, aufjedenfall sehr viel stärker als das Raumschiff selbst beschleunigt wird. Der untere Totpunkt ist der Punkt, an dem die Kugel endlich die Geschwindigkeit des Raumschiffes erreicht hat, der Punkt, ab dem die Geschwindigkeit der Kugel größer wird als die des Raumschiffes.

Du beobachtest von außen also nicht etwa eine Geschwindigkeitsumkehr der Kugel, die Kugel wird vielmehr ununterbrochen beschleunigt und steigert dementsprechend permanent ihre Geschwindigkeit.
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Re: Feder-Masse-System

Beitragvon Hannes » Mi 11. Jan 2012, 10:31

Hallo Bell !
Du beobachtest von außen also nicht etwa eine Geschwindigkeitsumkehr der Kugel, die Kugel wird vielmehr ununterbrochen beschleunigt und steigert dementsprechend permanent ihre Geschwindigkeit.

Deine Ausführungen sind richtig. Nur machst du mit Einführung einer Raumschiffgeschwindigkeit alles noch etwas komplizierter.
Besser wäre es, die Feder mit der Kugel horizontal zu stellen und damit die Gravitation wegzulassen. Die Geschwindigkeitsänderung lässt sich mit einer Kurve noch anschaulicher darstellen, da man dann sieht. wie die Kurve am oberen und unteren Totpunkt scheinbar waagrecht wird.

Mit Gruß
Hannes
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Beschleunigung

Beitragvon rmw » Mi 11. Jan 2012, 20:38

Chief hat geschrieben:Kräftegleichgewicht bedeutet hier nicht dass daraus Beschleunigung a=0 resultiert, sondern dass die Trägheitskraft gleich der verursachenden Kraft ist.

So ist es.
Und wenn man die Grafik mit der Animation zusammen betrachtet, wird es vielleicht noch deutlicher.
Dateianhänge
diagramm.gif
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