Absolute Ruhe und absolute Bewegung

[Faber]

Ja, mit einer Pistole auf den Bahnhof gehen sowie auch in den Zug steigen, und dort jeweils die Mündungsgeschwindigkeit in verschiedene Richtungen messen. Man sieht dann ohne jede Rechnung, daß sie auf dem Bahnhof in allen Richtungen gleich ist, während sie im Zug richtungsabhängig ist.

Da muss ich dich enttäuschen.
Erstens gibt es keine Messung, die deine Ansicht bestätigen und zweitens auch keine Berechnung.
Bei deiner Berechnung ist der Impulserhaltungssatz verletzt.

1.) Es gibt Messungen, die meine Ansicht bestätigen. Es wurde in der Experimentalphysik und in der Technik vielfach gemessen, daß der Arbeitsaufwand, ein Objekt von 0 auf v zu beschleunigen (v > 0), geringer ist als der Arbeitsaufwand, dasselbe Objekt von v0 auf v0+v zu beschleunigen (v0 > 0).

2.) Das Ruhesystem des Zuges kann näherungsweise als inertial angenommen werden, da der Zug um zahlreiche Größenordnungen schwerer ist als die Pistolenkugel. Die Impulserhaltung ist dabei ebenfalls näherungsweise gegeben. Die Abweichung der Mündungsgeschwindigkeiten um deutlich über 10% würde bei detaillierterer Berechnung immer noch bei deutlich über 10% liegen.

[krona]

1.) Es gibt Messungen, die meine Ansicht bestätigen. Es wurde in der Experimentalphysik und in der Technik vielfach gemessen, daß der Arbeitsaufwand, ein Objekt von 0 auf v zu beschleunigen (v > 0), geringer ist als der Arbeitsaufwand, dasselbe Objekt von v0 auf v0+v zu beschleunigen (v0 > 0).

Das ist richtig. Das kann ich dir auch vorrechnen.
Das hat aber nicht mit deiner Aussage zu tun mittels der Mündungsgeschwindigkeit die Bewegung eines Zuges zu bestimmen, von dem aus der Schuss abgegeben wird.
Da muss ich dich enttäuschen, das geht nicht.

LG
L.

[Faber]

Eine Naturwissenschaft, die das "warum" nicht mehr erklären will, die sich damit zufrieden gibt "Vorhersagen" machen zu können, kann ich nur desinteressiert nennen.

Da bist du einem Irrtum auferlegen.
Die Physik findet heraus, dass es beispielsweise Elektronen gibt und in welchem Wirkzusammenhang mit anderen Teilchen sie stehen und kann daraus einige Schlüsse über die Vorhersagbarkeit ziehen.
Was das für das Wesen der Welt bedeutet ist Interpretation der Theologen, Philosophen und anderen Geisteswissenschaften, aber nicht die der Physik.

Ich widerspreche ja gar nicht, daß das heute so gesehen wird. Insbesondere seit Kant, der eine Weile nach der "Kopernikanischen Wende" u.a. Geometrie und Kausalität aus der Natur (bzw. der "Wirk"lichkeit) in den Erkenntnisapparat des Menschen verlegte.

In der Physik wurde Kant (zum Glück wenigstens) nur halb rezipiert. Allerdings verzichtet sie eben darauf, erklären zu wollen, warum zwei Massen sich anziehen, und nicht etwa nicht anziehen oder gar abstoßen. Bzw. auch warum Massen den "Raum" krümmen und nicht vielmehr den Raum nicht krümmen. Eine Erklärung erklärt (spätestens seit Parmenides), warum etwas ist und nicht vielmehr nicht ist, bzw. warum etwas passiert und nicht vielmehr nicht passiert. Die heutige Physik interessiert sich nicht für Erklärungen in diesem Sinne, weshalb ich sie desinteressiert nenne.

[krona]

Ist die aufgewendete Arbeit linear proportional, wenn man ein Auto statt bis 100km/ auf 200km/h beschleunigt?

Ich habe ein Beispiel aus der Praxis angewendet, dass ich allerdings um ein paar langwierige Berechnungen gekürzt habe und ein paar Zahlen etwas gerundet, sonst wird es etwas sehr unübersichtlich. Also alle Widerstände die auftreten können, weggelassen: Rollwiderstand, Luftwiderstand, Motorkaltwiderstand, elektrische Verbraucher, ...., usw.
Es bleibt dann nur die Trägheit übrig.

Ausgehend von deinem Beispiel ist folgendes Testszenario betrachtet:
Auto mit Masse m=1000kg von 0 auf 100km/h beschleunigt.
Auto mit Masse m=1000kg von 0 auf 200km/h beschleunigt.

Annahme: Benzin n-Oktan (C8H18)
Heizwert: 5000 kJ/mol
Enthalpie: 31.29 MJ/l (Passt ja gut zu deinem Wert!)
Wirkungsgrad: 0.2 der einfach halber angenommen (0.1 ... 0.37)

E100 = 1/2 1000kg ( 100km/h / 3,6)^2 = 385.8 kJ
E200 = 1/2 1000kg ( 200km/h / 3,6)^2 = 1543.8 kJ

Dividiert durch den Energieinhalt von 31290 kJ/l (s.o.) und multipliziert mit 5 (Wirkungsgrad = 0.2) ergibt sich:

Benzinverbrauch für 0 -> 100 km/h: 0.062 l
Benzinverbrauch für 0 -> 200 km/h: 0.25 l

Antwort: Nein.
Der Verbrauch steigt quadratisch.

Darüber hinaus:
Da man das im Ruhesystem(!) berechnet, ist es völlig egal, wie sich der Zug* dabei unbeschleunigt bewegt. Es hat keinerlei Relevanz für die aufgewendete Arbeit.
*In obigen Beispiel ist die Straße natürlich unbeschleunigt bewegt , aber das hielt ich auch für eine etwas merkwürdige Vorstellung.

LG
L.

[Faber]

Ausgehend von deinem Beispiel ist folgendes Testszenario betrachtet:
Auto mit Masse m=1000kg von 0 auf 100km/h beschleunigt.
Auto mit Masse m=1000kg von 0 auf 200km/h beschleunigt.

Herzlichen Dank für die Mühe.

Ich hätte als Beispiele von 0 auf 100km/h und von 1000km/h auf 1100km/h genommen. Aber das können wir wohl getrost dem Leser als Hausaufgabe überlassen.

[Faber]

1.) Es gibt Messungen, die meine Ansicht bestätigen. Es wurde in der Experimentalphysik und in der Technik vielfach gemessen, daß der Arbeitsaufwand, ein Objekt von 0 auf v zu beschleunigen (v > 0), geringer ist als der Arbeitsaufwand, dasselbe Objekt von v0 auf v0+v zu beschleunigen (v0 > 0).

Das ist richtig. Das kann ich dir auch vorrechnen.

Schön, das freut mich. Und nochmals Danke für die Rechnung.

Was passiert denn nun im Zug?

Wir wählen allein den Bahnhof als Bezugssystem. Wenn der Zug am Bahnhof steht, wird die Pistolenkugel beim Schuß von 0 auf vB beschleunigt. Fährt der Zug aber, wird die Kugel von v0 auf v0 + vZ beschleunigt. Nun kann nicht vB = vZ gelten, da ja im letzeren Fall, wie Du bestätigst, mehr Arbeitsaufwand erforderlich wäre, die Geschwindigkeit v0 der Kugel vor dem Schuß auf v0 + vZ nach dem Schuß zu bringen. Der Arbeitsaufwand ist aber in beiden Fällen gleich, da wir baugleiche Patronen verwenden, die dieselbe chemische Energie im Pulver bereitstellen.

Wegen mir brauchen wir nicht nach Japan zu reisen, um es auszuprobieren. Ich denke, die klassische Mechanik sowie die Erfahrung, daß dieselbe für solche Zwecke gut brauchbar ist, erlauben es uns, darauf zu verzichten.

Auch sind der Rückstoß der Kugel sowie Wärmeverluste erstens vernachlässigbar sowie in beiden Fällen gleich.

[Daniel K.]

Ist die aufgewendete Arbeit linear proportional, wenn man ein Auto statt bis 100km/ auf 200km/h beschleunigt?

...

E100 = 1/2 1000kg ( 100km/h / 3,6)^2 = 385.8 kJ
E200 = 1/2 1000kg ( 200km/h / 3,6)^2 = 1543.8 kJ

Dividiert durch den Energieinhalt von 31290 kJ/l (s.o.) und multipliziert mit 5 (Wirkungsgrad = 0.2) ergibt sich:

Benzinverbrauch für 0 -> 100 km/h: 0.062 l
Benzinverbrauch für 0 -> 200 km/h: 0.25 l

Antwort: Nein. Der Verbrauch steigt quadratisch.

Lustig, klar freut sich da wer ...

Nehmen wir nun mal ein zweites Auto, das neben dem ersten mit 100 km/h fährt, das zweite ruht also in dem System des nebenherfahrenden Autos und wird nun in dem von 0 km/h auf 100 km/h beschleunigt. Dort gilt die erste Rechnung und man wird nur 385,8 kJ benötigen, also 0,062 l und du hast nun die Freude, das mal aufzudröseln.

Denn beides kann ja wo nicht so sein, ...

[Faber]

Ist die aufgewendete Arbeit linear proportional, wenn man ein Auto statt bis 100km/ auf 200km/h beschleunigt?

...

E100 = 1/2 1000kg ( 100km/h / 3,6)^2 = 385.8 kJ
E200 = 1/2 1000kg ( 200km/h / 3,6)^2 = 1543.8 kJ

Dividiert durch den Energieinhalt von 31290 kJ/l (s.o.) und multipliziert mit 5 (Wirkungsgrad = 0.2) ergibt sich:

Benzinverbrauch für 0 -> 100 km/h: 0.062 l
Benzinverbrauch für 0 -> 200 km/h: 0.25 l

Antwort: Nein. Der Verbrauch steigt quadratisch.

Lustig, klar freut sich da wer ...

Nehmen wir nun mal ein zweites Auto, das neben dem ersten mit 100 km/h fährt, das zweite ruht also in dem System des nebenherfahrenden Autos und wird nun in dem von 0 km/h auf 100 km/h beschleunigt. Dort gilt die erste Rechnung und man wird nur 385,8 kJ benötigen, also 0,062 l und du hast nun die Freude, das mal aufzudröseln.

Denn beides kann ja wo nicht so sein, ...

Lieber Daniel K.,

ich bedanke mich herzlich für diesen Deinen Beitrag, der von des Pudels Kern handelt.

[krona]

Lustig, klar freut sich da wer ...

Nehmen wir nun mal ein zweites Auto, das neben dem ersten mit 100 km/h fährt, das zweite ruht also in dem System des nebenherfahrenden Autos und wird nun in dem von 0 km/h auf 100 km/h beschleunigt. Dort gilt die erste Rechnung und man wird nur 385,8 kJ benötigen, also 0,062 l und du hast nun die Freude, das mal aufzudröseln.

Denn beides kann ja wo nicht so sein, ...

Das ist tatsächlich eine Herausforderung den Unterschied von Energie und geleisteter Arbeit in ihren Bezugssystemen und Schwerpunktsystemen deutlicher herauszuarbeiten.

LG
L.

[Daniel K.]

Nehmen wir nun mal ein zweites Auto, das neben dem ersten mit 100 km/h fährt, das zweite ruht also in dem System des nebenherfahrenden Autos und wird nun in dem von 0 km/h auf 100 km/h beschleunigt. Dort gilt die erste Rechnung und man wird nur 385,8 kJ benötigen, also 0,062 l und du hast nun die Freude, das mal aufzudröseln. Denn beides kann ja wo nicht so sein, ...

ich bedanke mich herzlich für diesen Deinen Beitrag, der von des Pudels Kern handelt.

Gerne, ich weiß auch nicht was das nun sollte. Geht doch wohl darum, dir deinen Fehler aufzuzeigen und nicht darum dich darin noch zu bestärken, was soll sonst noch kommen, er erklärt, ja damit wäre dann doch belegt, die Erde ruht und die Sonne kreist um diese.


Man sollte da mit dem Impuls arbeiten, bin für eine Rakete im All, die eine gegebene Masse hat, sagen wir mal 100 t. Nun ist hier Tonne an Tonne gereiht und zwischen jeder ist eine gespannte Feder. In jeder Tonne sind Messeinrichtungen und die Spannung jeder Feder ist gleich. Dann wird die erste Tonne, die hinterste durch eine Feder "abgestoßen", nun könnte man sagen, man hat selber beschleunigt, die Tonne würde ruhen und man bewegt sich von dieser weg, oder man ruht weiter und hat nur die Tonne beschleunigt, oder Tonne und Rakete sind nun beschleunigt worden und das in Abhängigkeit der gegebenen Masse von 1 t und 99 t.

Tatsache ist, Tonne und Rakete entfernen sich mit v voneinander und aus dem Ruhesystem der Tonne bewegt sich die Rakete mit v davon, aus dem System der Rakete ist die Tonne mit v bewegt.

Klar ist, die Feder hatte nur eine Spannung, darin war nur eine gegebene Menge an Energie gebunden. Nun kann ich auch einen "Widerspruch" zaubern, denn die kinetische Energie der Rakete mit verbleibenden 99 t ist im Ruhesystem der ersten Tonne viel größer, als die der Tonne im Ruhesystem der Rakete. Wie kann das nur sein? Ein Fehler in der Wirklichkeit?

Damit wäre bewiesen, wir leben in der Matrix ...