Die Lösung des Flyby-Rätsels beweist LG=c±v

[contravariant]

Wenn es nur, wie von euch behauptet nur eine Zentripetalkraft gäbe, dann erklärt das vielleicht die Trajektorie der Masse, aber nicht die Dehnung der Speichen. Folgerung: Diese Betrachtung muss unvollständig sein!

Wenn man die Zentrifugalkraft annimmt, dann erklärt das die Dehnung der Speichen, die Kräfte beim Looping, aber die Trajektorie nicht. Folgerung: Diese Betrachtung muss unvollständig sein!

Es wird noch schlimmer, wenn man sowohl Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft entsprechend Actio und Reactio annimmt. Da passt weder Trajektorie noch die Dehnung der Speichen, noch die Kräfte in einem Looping, weil sich Zentripetal- und Zentrifugalkraft aufheben.

Das Problem sitzt tiefer! Das kannst du mir glauben. Alle die lakonisch darüber hinweg gehen und auf Physikbücher, Wikipedia und sonstigen Blödsinn verweisen, haben schlicht nicht den geringsten Schimmer wo es überhaupt hapert.

In deinem Speichenbeispiel gibt es nun zwei Objekte, die Speiche und die zusätzliche Masse. Die Speiche übt nun eine Kraft auf die Masse aus, sodass diese sich auf eine Kreisbahn bewegt. Nach Actio = Reaction übt nun die Masse auch eine Kraft auf die Speiche aus. Diese dehnt dann entsprechend die Speiche. Das ist aber nicht die Zentrifugalkraft.

Wenn man jetzt mal die Speiche weglässt und einen Körper betrachtet, der sich auf eine Kreisbahn bewegt, zb. den Mond (also ungefähr eine Kreisbahn, spielt aber auch keine Rolle). In einem mitrotierendem BS ruht der Mond nach Konstruktion. Gleichzeitig wirkt auf den Mond aber dennoch die Gravitation der Erde. Das sollte nach der Newtonschen Bewegungsgleichung dazu führen, dass der Mond gradlinig in Richtung der Erde beschleunigt wird. Das passiert aber natürlich nicht. Um diese Diskrepanz aufzulösen, muss man die Zentrifugalkraft einführen, die die Graviation kompensiert. Wenn man die Newtonschen Bewegungsgleichungen in ein rotierendes BS transformiert ergibt sich der entsprechende Term für die Zentrifugalkraft automatisch.
Wichtig hier ist, dass die Zentrifugalkraft nicht durch einen Körper auf den Mond ausgeübt wird.

[Kurt]

Wenn es nur, wie von euch behauptet nur eine Zentripetalkraft gäbe, dann erklärt das vielleicht die Trajektorie der Masse, aber nicht die Dehnung der Speichen. Folgerung: Diese Betrachtung muss unvollständig sein!
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Das Problem sitzt tiefer! Das kannst du mir glauben. Alle die lakonisch darüber hinweg gehen und auf Physikbücher, Wikipedia und sonstigen Blödsinn verweisen, haben schlicht nicht den geringsten Schimmer wo es überhaupt hapert.

Eben, es wird so viel "geredet", das was wirklich läuft wind nicht gesehen.

Eigentlich ist es ganz einfach.
Geradlinig bewegte Materie zeigt nichts, beschleunigt bewegte Materie alles, sie zeig an dass sie nicht aus ihrem Winterschlaf geweckt werden will, sie sperrt sich, sie zeigt Trägheit.

Und wo kommt die her? und vor allem warum sperrt sich bewegte Materie nicht, wieso "weiss" sie dass sie sich geradlinig bewegt!

Kurt

[contravariant]

Ich fange mal von hinten an. Das ist richtig. Das Erde/Mond Beispiel ist aber auch nicht gleichzusetzen mit dem Speichenbeispiel. Die Speiche wirkt ja wie eine Feder, welche in dem Erde/Mond Beispiel völlig fehlt. Deshalb sind diese Experimente nicht identisch/ähnlich und somit kann man Erkenntnisse daraus nicht unmittelbar übertragen.

Viel wichtiger ist zu verstehen wie sich ein so triviales System wie Federwaage in die Newtonsche Mechanik einfügt. Klar liest man in jedem Physikbuch, die Feder hat eine Federkonstante, der Kraftverlauf ist linear und die Kraft steigt proportional zur Federrate (es gibt auch andere).

Das erklärt aber nicht, wieso sich eine Feder überhaupt ausdehnt, wenn sich doch die eingeleiteten äußeren Kräfte zu Null summieren! Übertragen auf die Speiche ist das genauso. Wieso dehnt sich die Speiche überhaupt? Die Antwort kann nur lauten, jedes Atom zieht an seinem Nachbaratom wie es die äußeren Kräfte auch tun. In der Summe heben sich die "inneren" Kräfte auf. An den Grenzflächen rechts und links passiert dieser Ausgleich nicht, weil es dort keine Nachbarn mehr gibt und es ergeben sich die äußeren Kräfte. Das passt erst einmal. Draußen wird gezogen, diese Wirkung wird durch die Feder propagiert und auf der gegenüberliegenden Seite muss man entgegengesetzt ziehen. Die Längenänderung dabei ist noch ein weiterer Erklärungsnotstand.

Wenn nun eine Speiche aber nichts anderes wie eine Federwaage ist, dann müssen die Verhältnisse im Rotationsexperiment gleich sein. Sprich: Es mit etwas am einen Ende der Speiche ziehen und entgegengesetzt am anderen Ende. Das ist auch offensichtlich so, weil die Speichen länger werden. Die Speichen kann man auch durch geeignete Federwaage austauschen und das System würde sich grundsätzlich gleich verhalten.

Das Problem ist die Trajektorie. Die erklärt sich nicht. Ich habe da aber grundsätzliche Bedenken ob es überhaupt möglich/sinnvoll ist, bzw. ob nicht oft eine unzulässige Vermischung von Kinematik und Dynamik vorliegt. Bahnkurven durch Kräfte beschreiben zu wollen geht oft schief. Ich denke das geht nur in ausgesuchten speziellen Fällen. Die Trajekorie des freien Falls einer Masse im fahrenden Zug, betrachtet vom Bahnsteig, lässt sich beispielsweise durch die auftretenden gravitativen Kräfte nicht erklären.

Die Diskussion mit der Speiche/Federwaage führt meiner Meinung nach in diesem Kontext zu nichts. Man muss sich dann nämlich fragen, beschreibt man die Speiche als starren Körper? Dann muss man die Bewegung des Schwerpunktes und die Rotation des Körpers um diesen Trennen. Starrer Körper reicht aber natürlich nicht, die Speiche soll sich ja verformen. Also muss man dann auch noch Elastizitätstheorie rausholen. Und dann folgt die Diskussion für einzelen Atome. So kommt man vom Hölzchen aufs Stöckchen und hat exakt nix gewonnen, da keiner dieser Aspekte mit der Zentrifugalkraft in Verbindung steht. Aber ja, es wird an beiden Enden an der Speiche gezogen. Der Aufhängepunkt übt schließlich auch eine Kraft auf die Speiche aus, sonst würde sich diese ja nicht im Kreis bewegen.

Man braucht aber keine Menge an elastischen Körpern um die Zentrifugalkraft zu verstehen. Genaugenommen braucht man garkeinen Körper. Man kann einfach die Newtonschen Bewegungsgleichungen in ein rotierendes BS transformieren. Dabei tauchen ein paar zusätzliche Terme auf, die wie Kräfte aussehen. Einen davon nennt man Zentrifugalkraft. That's it.

[Yukterez]

So peinlich...

Fremdschämend,

[Ernst]

Genaugenommen braucht man garkeinen Körper. Man kann einfach die Newtonschen Bewegungsgleichungen in ein rotierendes BS transformieren. Dabei tauchen ein paar zusätzliche Terme auf, die wie Kräfte aussehen. Einen davon nennt man Zentrifugalkraft. That's it.

Natürlich.

Es ist verständlich, daß Leute, welche sich niemals systematisch mit angewandter/technischer Mechanik beschäftigt haben, sich die Dinge so zurechtlegen, daß es ihrer Vorstellung entspricht. Wem d'Alembert ein Unbekannter ist und wer niemals dynamische Strukturen berechnen mußte, dem kann man nicht abverlangen, daß er Mechaik im Sinne der Berechenbarkeit verinnerlicht.

Intuitiv wird merkwürdigerweise die d'Alembertsche Trägheitskraft als eingeprägte Kraft mißverstanden. Tatsächlich ist die d'Alembertsche Trägheitskraft ja eine Hilfsgröße im Inertialsystem, um die Kräftebilanz an einer beschleunigten Masse auf Null zu bringen und damit die Berechnung der Beschleunigung zu ermöglichen. Tatsächlich ist diese Kraft natürlich nicht vorhanden; denn wäre die Kraftsumme Null, träte ja keine Beschleunigung auf.

Die Trägheitskraft im beschleunigtenn Bezugssystem hingegen wird benötigt, um in der Kräftebilanz der beschleunigenden Kraft eine fiktive Kraft entgegenzusetzen, um die Ruhe der beschleunigten Masse im beschleunigten System zu begründen. Das wird überhaupt nicht verstanden.

Zudem mangelt es infolge fehlender Übung um Abstraktionsvermögen: Es wird etwa nicht erkannt, daß Erde-Mond mechanisch gleich behandelbar ist wie Nabe-Speiche-Felgenmasse. Eigentlich merkwürdig, weil die Speichenkraft einfach durch die Gravitationskraft ersetzt ist.

Sei's drum. Es ist unmöglich, systematische Bildung durch einige Forenposts zu ersetzen.
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[Ernst]

Es ist unmöglich, systematische Bildung durch einige Forenposts zu ersetzen.

Du redest von systematischer Bildung? Wieso zweifelst du dann noch an der RT? Wenn du dich mit der RT auskennen willst, solltest du wissen, dass sie sich ebenfalls systematisch auflösen lässt, das Resultat aber, ebensowenig wie im Falle der Zentrifugalkraft, nicht der natürlichen Wahrnehmung entspricht.

Den Unterschied hab ich ja erklärt. Die Technische Mechanik liefert in ihrer ingenieurtechnischen Anwendung alle heutigen Segnungen der Technik.
Die RT liefert außer einem eindrucksvollen Theoriegebäude weiter nichts.
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[contravariant]

Wahrscheinlich nicht, aber das Vehikel ausgedehnte Speiche eignet sich sehr gut zu beweisen, dass die Erklärung über die die Zentripetalkraft unvollständig sein muss. Im Gegenzug muss man hinnehmen, dass sich damit die Trajektorie der Masse nicht erklären lässt.

Im IS ist die Dynamik von Speiche und Masse komplett ohne Zentrifugalkraft erklärt. Was soll denn da fehlen?

Da bin ich sofort bei dir. Wenn man keine Körper braucht, dann braucht man auch nicht über Kräfte zu reden.

Deshalb nennt man diese Kräfte auch Scheinkräfte.

[Ernst]

Wer sich seriös mit der Problematik befassen will, dem empfehle ich

http://www.educ.ethz.ch/unt/um/phy/me/kreis/kreis.pdf

Eine gewisse Geduld und Zeit ist erforderlich, um seine Vorstellungen mit der angewandten Mechanik in Einklang zu bringen.
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[contravariant]

Ich dachte das wäre klar geworden. Die Dehnung der Speiche läßt sich nicht mit der Zentripetalkraft erklären weil die Wirkungsrichtung nicht stimmt. Das ist eine Tatsache wie die, das Nägel nicht länger werden wenn man mit dem Hammer drauf haut. Man kann also nur konstatieren, dass an der Erklärung etwas nicht stimmen kann, oder zumindest etwas unvollständig ist. Das mag durchaus seine praktische Berechtigung haben, wenn es aber um die wissenschaftlich Exaktheit geht, ist es einfach indiskutabel.

Nunja. Die Speiche übt eine Kraft auf die Masse aus. Nach Actio = Reactio übt damit die Masse auch eine Kraft auf die Speiche aus. Diese dehnt die Speiche. Was fehlt da?

[Ernst]

Wahrscheinlich nicht, aber das Vehikel ausgedehnte Speiche eignet sich sehr gut zu beweisen, dass die Erklärung über die die Zentripetalkraft unvollständig sein muss. Im Gegenzug muss man hinnehmen, dass sich damit die Trajektorie der Masse nicht erklären lässt.

Im IS ist die Dynamik von Speiche und Masse komplett ohne Zentrifugalkraft erklärt. Was soll denn da fehlen?

Ich dachte das wäre klar geworden. Die Dehnung der Speiche läßt sich nicht mit der Zentripetalkraft erklären weil die Wirkungsrichtung nicht stimmt. Das ist eine Tatsache wie die, das Nägel nicht länger werden wenn man mit dem Hammer drauf haut. Man kann also nur konstatieren, dass an der Erklärung etwas nicht stimmen kann, oder zumindest etwas unvollständig ist. Das mag durchaus seine praktische Berechtigung haben, wenn es aber um die wissenschaftlich Exaktheit geht, ist es einfach indiskutabel.

Deine Vorstellung ist indiskutabel. Zumal der Vorgang ganz simpel ist. Die Speiche zieht die Masse von ihrer "gewollten geraden Bahn" in Richtung Mittelpunkt und daher entsteht in der Speiche eine Zugspannung.
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