Das klassische Relativitätsprinzip

[Britta]

Nein ich will keine Thread Sammlung aufmachen, nur kommt der Punkt ja immer wieder und wird immer wieder erklärt. Da lohnt es sich einfach einen Thread zu haben, dann kann man einen Links setzten und muss nicht alle Beiträge durchsuchen.

Der Poet hatte mir damals im AT zu der Sache einiges geschrieben, ich habe das Ergebnis und Teile der Diskussion mit ihm schon mal hier im Forum zusammengefasst.

Es geht hier erstmal um das RP bei Geschwindigkeiten. Wichtig ist zu wissen, wie dann Impuls und kinetische Energie definiert sind:

In Newtons Mechanik ist der Impuls p eines Teilchens das Produkt aus seiner Masse m und seiner Geschwindigkeit v:

p = mv

Das mit v und der Geschwindigkeit wird gleich im Beitrag erklärt.

Der Impuls ist, wie auch Ernst schon mehrfach richtig erklärt hat und wie man es in allen Schul- und Physikbüchern der Welt lesen kann einfach nur 'das Produkt aus seiner Masse m und seiner Geschwindigkeit v'.

Das ist in der klassischen Physik so definiert.

Ich habe überhaupt nichts dagegen, wenn nun Jocelyne und Harald und wer auch immer, diese Dinge anders sehen will. Was aber nun nicht geht ist, das dann als die richtige Definition des RPs zu verkaufen. Eine Definition in der Physik ist keine Frage des Geschmacks.

In der klassischen Physik ist das RP ganz klar definiert, wenn man sagt, ja es gilt und ich akzeptiere das, dann kann man eben nur die Geschwindigkeit zwischen Lampe und Beobachter angeben, nicht aber jedem Objekt eine eindeutige absolute Teilgeschwindigkeit im Raum zuordnen, denn das verstößt ganz klar gegen das RP.

Man kann nicht beides haben. Wer meint, man könnte Teilgeschwindigkeiten von Objekten wirklich absolut angeben, der kann das auch gerne glauben und machen, er bewegt sich dann aber auch außerhalb der klassischen Physik und er verstößt dann gegen das RP. Ist ja auch kein Problem, man muss ja nicht im Rahmen der Physik bleiben, man kann sich da ja gerne was selber zusammenschrauben, und Privatphysik betreiben.

Was aber nicht geht und was Jocelyne immer wieder gerne versucht, ist die Definition des RP auszuhebeln. Es gibt hier nichts anders zu interpretieren, da gibt es auch nichts groß zu diskutieren. Das ist ganz klar definiert.

Was Jocelyne hier versucht ist, allen Leuten klar zu machen, dass ein Apfel nun eine Orange ist, weil sie es eben gerne so möchte. Es ist Unfug.

Da nun der Impuls direkt mit der Geschwindigkeit zusammenhängt und diese eben relativ und nicht absolut ist, ist auch der Impuls relativ, wie auch die kinetische Energie. Man kann die Definitionen nicht einfach ändern, nur weil diese einem nicht ins Konzept passen.

Hier im Forum haben nun schon einige das mit dem RP richtig erklärt und Ernst kämpft als Kritiker hier für die klassische Physik. Ihr solltet ihn dabei stützen, anstatt ihm mit eurem Unsinn in den Rücken zufallen. Mit Unsinn meine ich den Versuch das RP umzudefinieren.


hier nun die Erklärung:

Die SRT steht oder fällt allein mit der Klärung der Frage, ob c + v für den bewegten Beobachter gilt oder nicht.

Gut, mal ein konkretes Beispiel, Harald, Lampe, Zimmer_01.

Harald/Zimmer_01 = 50km/h
Lampe/Zimmer_01 = 30km/h

Harald/ Lampe = Harald/Zimmer_01 (50km/h) + Lampe/Zimmer_01 (30km/h) = 80km/h

Nun glaubt Jocelyne, Geschwindigkeit der Quelle ist egal, nur die des Beobachters zählt und die Frage wäre nun ob

c + Harald/Zimmer_01 (50km/h)

gilt.

Nun gibt es da auf einmal ein weiteres Zimmer, das Zimmer_02, und das bewegt sich mit 20km/h in Bezug zum Zimmer_01 in dieselbe Richtung wie Harald, es 'flieht' also vor Harald, und flüchtet also auf die Lampe zu.

Die Teilgeschwindigkeiten in Bezug zu Zimmer_02 sind nun:

Harald/Zimmer_02 = 30km/h (Harald/Zimmer_01 = 50km/h - 20km/h)
Lampe/Zimmer_02 = 50km/h (Lampe/Zimmer_01 = 30km/h + 20km/h)

Und dann haben wir noch Zimmer_03 und das bewegt sich mit 50km/h in Bezug zum Zimmer_01 in dieselbe Richtung wie Harald:

Harald/Zimmer_03 = 0km/h (Harald/Zimmer_01 = 50km/h - 50km/h)
Lampe/Zimmer_03 = 50km/h (Lampe/Zimmer_01 = 30km/h + 80km/h)

Und dann haben wir auch noch Zimmer_04 und das bewegt sich mit 30km/h in Bezug zum Zimmer_01 aber auf Harald zu:

Harald/Zimmer_04 = 80km/h (Harald/Zimmer_01 = 50km/h + 30km/h)
Lampe/Zimmer_04 = 0km/h (Lampe/Zimmer_01 = 30km/h - 80km/h)

Und somit haben wir nun für Harald vier unterschiedliche Teilgeschwindigkeiten, die Jocelyne ja v_beobachter nennt:

Harald/Zimmer_01 = 50km/h
Harald/Zimmer_02 = 30km/h
Harald/Zimmer_03 = 0km/h
Harald/Zimmer_04 = 80km/h

Es gilt zwar immer, dass die Teilgeschwindigkeiten von Harald und der Lampe sich in Summe immer zu 80km/h addieren, und die Geschwindigkeit Harald/Lampe immer 80km/h beträgt, aber man kann wegen dem RP keine wirklich wahre Geschwindigkeit für Harald angeben. Je nachdem welches Zimmer man als Bezugspunkt nimmt, bewegt sich Harald und die Lampe oder nur Harald oder nur die Lampe.

Es gibt somit für Harald beliebig viele unterschiedliche Teilgeschwindigkeiten, denn kein Zimmer ist besser oder richtiger oder absoluter als ein anderes. Das RP sagt, es ist egal, alle sind gleichwertig, kein Zimmer ist bevorzugt, keines ist das was man wirklich nehmen muss, es gibt kein richtiges Zimmer.

Und genau darum kann man einfach keine eindeutige absolute Eigengeschwindigkeit für Harald angeben. Harald hat so viele Geschwindigkeiten wie es Bezugspunkte gibt.

[rmw]

Also das klassische Relativitätsprinzip wird meines Wissens von niemanden in Frage gestellt.
Allerdings ist zu sagen dass der Umstand dass wir Geschwindigkeiten nur relativ zueinander messen können, noch nicht zwangsläufig heißt, dass es eine absolute Geschwindigkeit dem Raum gegenüber nicht gibt. Wir sind beim derzeitigen Stand unseres Wissen nicht in der Lage absolute Geschwindigkeiten zu messen.
Dagegen ist Beschleunigung, also die Änderung der Geschwindigkeit durchaus feststellbar.
Wir können also beim heutigen Wissensstand nur Relativgeschwindigkeiten messen, allerdings können wir eindeutig feststellen welcher Gegenstand einer Geschwindigkeitsänderung, also Beschleunigung, unterliegt.

[Faber]

Wir sind beim derzeitigen Stand unseres Wissen nicht in der Lage absolute Geschwindigkeiten zu messen.

Um das zu präzisieren: Wir können den (absoluten) Geschwindigkeitsvektor eines Körpers immer nur bis auf einen unbekannt bleibenden konstanten Anteil bestimmen.

Z.B. für einen Körper, der sich auf einem Karussel im Kreis dreht, können wir die Kraft messen, die nötig ist, ihn auf seiner Position auf dem Karussell zu halten. Aus der Kraft ergibt sich der Beschleunigungsvektor. Den Geschwindigkeitsvektor erhält man dann durch Integration des Beschleunigungsvektors über die Zeit. Dabei fällt eine Integrationskonstante an, ein Vektor [vx0 vy0 vz0], der beliebig gewählt werden kann. Die Integration liefert eine Geschwindigkeit [vx{t) vy{t) vz{t)] + [vx0 vy0 vz0]. Die frei wählbare Integrationskonstante [vx0 vy0 vz0] ist hierbei die mathematische Formulierung der nicht-Bestimmbarkeit der absoluten Geschwindigkeit.

Dagegen ist Beschleunigung, also die Änderung der Geschwindigkeit durchaus feststellbar.

So ist es - abgesehen von einem theoretischen Ausnahmefall: Wird ein Körper allein und ausschließlich von einem homogenen Kraftfeld beschleunigt, das zeit- und ortsunabhängig auf alle Teile des Körpers immer gleich wirkt, dann ist bereits die Beschleunigung nicht ermittelbar, weil das Kraftfeld keine inneren Kräfte zwischen Teilen des Körpers verursacht. Der Körper fühlt sich sozusagen genauso, als wäre sein Bewegung inertial, kräftefrei.

Gruß
Faber

[rmw]

Um das zu präzisieren: Wir können den (absoluten) Geschwindigkeitsvektor eines Körpers immer nur bis auf einen unbekannt bleibenden konstanten Anteil bestimmen.

Ja ich hätte hier korrekterweise von geradliniger konstanter Geschwindigkeit sprechen müssen.

So ist es - abgesehen von einem theoretischen Ausnahmefall: Wird ein Körper allein und ausschließlich von einem homogenen Kraftfeld beschleunigt,

Ist aber wirklich theoretisch, da Beschleunigung immer Gegenbeschleunigung eines anderes Körpers bewirkt (Impulssatz). Denkbar wäre ein "Körper" aus subatomaren Teilchen, der Nachweis wäre dann nicht ganz einfach.

[rmw]

Es geht um ein PRINZIP und nicht um das Messen.

Was man nicht gemessen hat kann man auch nicht mit Sicherheit wissen.
Im Übrigen sagt das klassische RP nicht dass es einen ruhenden Körper nicht gibt, es sagt nur dass man ihn (duch Messen) nicht von einem bewegten Körper unterscheiden kann. Das ist ein feiner Unterschied.

[Ernst]

Also das klassische Relativitätsprinzip wird meines Wissens von niemanden in Frage gestellt.

Es geht hier entsprechend dem Thema um das klassische Relaitivitätsprinzip. Und natürlich wird es hier überwiegend angezweifelt, nicht verstanden oder falsch interpretiert. Das kannst Du ja zu Hauf nachlesen.

Allerdings ist zu sagen dass der Umstand dass wir Geschwindigkeiten nur relativ zueinander messen können, noch nicht zwangsläufig heißt, dass es eine absolute Geschwindigkeit dem Raum gegenüber nicht gibt.

Das wäre dann eine andere Physik. Die klassische Physik mit dem Relativitätsprinzip kennt sowas nicht. Und über die soll doch hier geredet werden.

Statt "ja aber" wäre es von den wenigen Physikstudierten hier tatsächlich mal zu erwarten, daß sie entsprechend dem Relativitätsprinzip die Relativität der Geschwindigkeit, des Impulses und der kinetischen Energie einfach mal bestätigen. Einfach so, ohne wenn und aber. Außer der Fraktion der SRTler hat das hier noch niemand getan. Das ist schon einigermaßen frustrierend. Da entsteht schon der Verdacht, die sind mehrheitlich physikalisch besser grundgebildet.

Gruß
Ernst

[rmw]

Das wäre dann eine andere Physik. Die klassische Physik mit dem Relativitätsprinzip kennt sowas nicht. Und über die soll doch hier geredet werden.

Ohne jetzt das als Satz auswendig zu wissen, die klassische RP sagt dass man einen ruhenden Körper nicht von einen Körper unterscheiden kann der sich mit konstanter geradliniger Geschwindigkeit bewegt. Das klassische RP sagt aber nicht dass es einen ruhenden Körper nicht gibt. Ich bewege mich daher durchaus auf dem Boden des klassischen RP.

[Ernst]

Ohne jetzt das als Satz auswendig zu wissen, die klassische RP sagt dass man einen ruhenden Körper nicht von einen Körper unterscheiden kann der sich mit konstanter geradliniger Geschwindigkeit bewegt. Das klassische RP sagt aber nicht dass es einen ruhenden Körper nicht gibt. Ich bewege mich daher durchaus auf dem Boden des klassischen RP.

Das meint, es gibt den Unterschied nicht. Absolute Bewegung ist nicht definiert.

Das Relativitätsprinzip in seiner allgemeinen Form besagt, daß in allen IS die Naturgesetze die gleiche Form besitzen.

Daß nicht zwischen gleichförmiger Bewegung und Ruhe unterschieden werden kann, ist die Folgerung aus dem Relativitätsprinzip.

Gruß
Ernst

[Britta]

…

Nur weil das Relativitätsprinzip durch die Vorgaben der Richtung des Impulses, der verschiedenen Eigengeschwindigkeiten der Objekten, der materiellen Wechselwirkungen und der verschiedenen Energieangaben unwesentlich wird, soll man auf alle Vorgaben verzichten, die den Zustand der Ruhe und der Bewegung der Parts ersichtlich machen! Finde ich schon ein starkes Stück. Ernst möchte unbedingt die einzige kinematische Konstellation untersuchen und gelten lassen, wo nicht zu entscheiden ist, welches Objekt ruht oder sich bewegt, damit das Relativitätsprinzip allein zur Geltung kommen kann. Dass die Dynamik aber sehr wohl eine Menge Möglichkeit hat zu entscheiden, welches Objekt ruht und welches sich bewegt wird zurückgedrängt. Finde ich befremdlich, und zwar sowohl für einen Kritiker der SRT als auch für einen Ingenieur.

Was du so alles 'befremdlich' findest. Die Sache ist einfach ganz klar und eindeutig, und Ernst weiß einfach auch wovon er schreibt, er hat ohne Frage das Wissen dazu. Er ist in dem Punkt mit Sicherheit kein Physiklaie so wie du.

Das ganze Palavern könntest du dir auch sparen, wenn du einfach mal eine ganz einfache Formel betrachtest und die hat Ernst auch schon genannt:

p = mv

So ist das in der klassischen Physik definiert.

Wenn du das RP für Geschwindigkeiten, also in der Kinematik anerkennst (wie du schreibst hast du das ja angeblich schon mit 6 Jahren verstanden), bedingt einfach die physikalische Definition des Impulses, dass dieser auch relativ ist, und für ihn genau dasselbe wie für die Geschwindigkeit gilt.

Und wer sich einwenig mit Physik beschäftig, sollte das auch begreifen können.

Du kannst nicht die physikalischen Definition umdeuten und deine Vorstellung und falsche Interpretation als neuen Standard vorgeben.

In der klassischen Physik sind der Impuls und die kinetische Energie von der Geschwindigkeit abhängig, und somit relativ. Wer es anders sieht, liegt falsch und bewegt sich eben abseits der klassischen Physik.

Und du solltest auch mal überlegen, dass dir ein Ingenieur im Begreifen der Physik einfach einiges voraus hat. Das interessiert dich aber eh nicht. Wer dir zustimmt, der ist ganz toll und klug, und wer dir widerspricht hat keine Ahnung. Gibt dir Mordred mal recht, freust du dich und baust drauf auf, dann weiß der Mann was, widerspricht dir Dr. Pössel oder Joachim, dann haben die eben keine Ahnung. So machst du das immer, es geht dir nicht darum, welche Qualifikation ein Mensch überhaupt mitbringt, wieweit er die Dinge überhaupt über- und durchblichen kann. Wer dir recht gibt und zustimmt, ist eben ein kluger Mensch, wer dir widerspricht ist eben dumm.

Der Impuls ist einfach wie auch die kinetische Energie relativ und abhängig vom System in dem man das Objekt misst. Somit kann ein Körper unterschiedlich große Impulse haben, wenn er aus unterschiedlich schnellen Systemen betrachtet wird. Und du kannst auch Harald zitieren bis du schwarz wirst, die Dinge werden dadurch auch nicht richtig. Die kinetische Energie ist einfach keine dem Körper inne liegende Eigenschaft, sie ist abhängig vom System, das den Körper beobachtet.

Und mal so als Hinweis: bei dem was du zu Teilgeschwindigkeiten in Bezug zu Lampe und Zimmer und Beobachter geschrieben hast, ist es nicht möglich, dass du das RP schon mit 6 Jahren verstanden hast. Das hast du selbst jetzt noch nicht mal für Geschwindigkeiten verstanden. Wenn du es verstanden hättest, müßte es dir nämlich klar sein, dass du nicht unterscheiden kannst ob sich der Beobachter auf die Lichtquelle zu oder die Quelle auf den Beobachter zu bewegt.

[rmw]

Das Relativitätsprinzip in seiner allgemeinen Form besagt, daß in allen IS die Naturgesetze die gleiche Form besitzen.Daß nicht zwischen gleichförmiger Bewegung und Ruhe unterschieden werden kann, ist die Folgerung aus dem Relativitätsprinzip.

Das klassische RP sagt dass wir keinen Unterschied feststellen können. Das daher "alle" Naturgesetze in allen IS gleich sein müssen ist eine Annahme. Niemand kann ausschließen dass wir das früher oder später doch zwischen absolut ruhend und bewegt unterscheiden können. Das klassische RP beruht auf der Erkenntnis dass zur Zeit der Formulierung dieser RP keine Naturgesetze bekannt waren die nicht in allen IS gleich wären. Es gibt aber keinen zwangsläufigen Grund dass wir nicht früher oder später Unterschiede feststellen können, mir ist keine tiefere Erkenntnis bekannt die dies ausschließt.