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Groups > de.sci.physik > #142269
| From | Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> |
|---|---|
| Newsgroups | de.sci.physik |
| Subject | Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) |
| Date | 2022-10-16 00:14 +0200 |
| Organization | PointedEars Software (PES) |
| Message-ID | <1767653.VLH7GnMWUR@PointedEars.de> (permalink) |
| References | (13 earlier) <jqpot4F8ujbU2@mid.individual.net> <jqqcroFbu1uU1@mid.individual.net> <jqrp0fFigidU1@mid.individual.net> <jqt1t2Fofn8U1@mid.individual.net> <jqtrulFsddmU3@mid.individual.net> |
Hans-Peter Diettrich wrote:
> On 10/14/22 2:10 PM, Dieter Heidorn wrote:
>> Hans-Peter Diettrich schrieb:
>>> On 10/13/22 1:58 PM, Dieter Heidorn wrote:
>>>> Hans-Peter Diettrich schrieb:
>>>>> Dabei fiel mir auf, daß der Mensch eben durch Messung der
>>>>> Fliehkräfte feststellen kann, ob er sich in Rotation befindet, und
>>>>> sie/sich durch geeignete Maßnahmen zum Stillstand bringen kann.
>>>> Wenn man genau sein will müsste man sagen:
>>>> Der rotierende Beobachter stellt in seinem Bezugssystem KS' fest, dass
>>>> ein mit gleicher Winkelgeschwindigkeit mit ihm mitrotierender Körper
>>>> nur dann auf seiner Kreisbahn relativ zu ihm in Ruhe bleibt, wenn er,
>>>> der Beobachter, eine Zugkraft auf den Körper ausübt - die
>>>> Zentripetalkraft.
>>> Ha! Woher soll der Beobachter *wissen*, daß/ob er sich dreht?
>>
>> Deine Vorgabe war, dass sich der Beobachter auf einem Drehstuhl
>> befindet. Also muss auch diese Anordnung analysiert werden. Wenn du
>> andere Anordnungen im Hinterkopf hast, dann müsstest du diese vorstellen
>> und wir können uns gerne darüber unterhalten.
>
> Mein Vorgabe beinhaltet, daß der Beobachter rotieren *kann*, aber nicht
> unbedingt muß, und deshalb ein Nachweis wünschenswert ist, *ob* er sich
> tatsächlich in Rotation befindet oder stillsteht.
>
> Deshalb reicht es IMO, den Unterschied zwischen Stillstand und Rotation
> qualitativ zu bestimmen. Dabei stellt man fest, daß ohne Rotation keine
> Fliehkräfte auftreten können...
Das Problem ist, dass Du so nicht feststellen kannst, ob nicht stattdessen
die Umgebung des Drehstuhlsystems relativ zu einem dritten System, welches
dann ein Inertialsystem sein könnte, rotiert, sich also ohne im
Drehstuhlsystem feststellbare Zentrifugalkraft das Drehstuhlsystem nur
relativ zu dem Umgebungssystem in Ruhe befindet.
IOW: Betrachte einen Drehstuhl, der sich im Zentrum einer Drehscheibe mit
derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Drehscheibe dreht, wobei die
Drehscheibe eine Zentripetalkraft auf alles auf ihr ausübt und z. B. mit
Sichtblenden von *ihrer* angenommenen Umgebung abgeschirmt ist. Aufgrund
der Zentripetalkraft stellst Du *keine* Zentrifugalkraft im Drehstuhlsystem
oder im Drehscheibensystem fest; trotzdem rotiert alles relativ zu einem
Inertialsystem.
Mir scheint inzwischen, dass Mach genau darauf hinwies: Newton ging von
einem absoluten Raum aus, also auch einem Raum bzw. einer Raumzeit (von
Letzterer wusste Newton noch nichts), der/die sich selbst nicht drehen kann
und keine kräfteähnlichen Wechselwirkungen mit seinen Bestandteilen hat.
IOW: Für Newton ist der Raum die Bühne, und massebehaftete Objekte lediglich
die Schauspieler auf dieser, die nur *miteinander* interagieren.
Genau das ist aber – inzwischen vielfach experimmentell bestätigt –
anscheinend nicht der Fall: Die ART zeigt, dass die Raumzeit dynamisch ist.
Ihre Bestandteile wechselwirken mit ihr (im Prinzip wechselwirkt sie also
mit sich selbst), sie kann oszillieren (Gravitationswellen) und auch
rotieren (es gibt rotierende Schwarze Löcher, beschrieben durch die Kerr-
oder Kerr–Newman-Raumzeitmetrik – keine Materie, nur Raumzeit mit einer
Energie–Impuls-Dichte).
>> Was das "Drehstuhlsystem" betrifft:
>> Dazu schrieb ich, dass der Beobachter feststellt, dass er eine Kraft auf
>> den Körper in Richtung auf sich selbst aufwenden muss, damit der Körper
>> relativ zu ihm in Ruhe bleibt.
>
> Und dann kann er *vermuten*, daß diese Kraft aufgrund Rotation entsteht
> und durch Variation der Parameter (Drehzahl...) feststellen, ob Rotation
> eine Ursache und die alleinige Ursache ist, wo die Drehachse liegt, und
> in welche Richtung er sich dreht.
Die Vermutung liegt aber nahe, wenn die beobachteten scheinbaren
Beschleunigungen durch keine anderenWechselwirkungen (wie etwa die
elektromagnetische) oder geometrischen Effekte (wie etwa Raumausdehnung)
erklärt werden können.
Immerhin bewegt sich *alles* vom Beobachter (sofern dieser sich im Zentrum
befindet) radial weg, was nicht irgendwie festgehalten wird. Schau Dir
nochmal meine Skizze dazu an.
>>> Warum also wollen Leute mir zeigen, daß ich (und damit Newton) mit der
>>> absoluten Rotation falsch liegen?
>>
>> Niemand hat dir darin widersprochen, dass ein rotierender Beobachter
>> seine Rotation durch Kräftemessung feststellen kann. Er kann es auch
>> daran erkennen, dass er zur Erklärung seiner Beobachtungen eine
>> Zentrifugalkraft einführen muss. Es wird dir nur darin widersprochen,
>> dass die Zentrifugalkraft eine reale Kraft ist. Beim Wechsel in ein
>> Inertialsystem verschwindet diese Scheinkraft, und es bleibt nur die für
>> die Kreisbewegung nötige Zentripetalkraft.
>
> Ach so, es läuft alles auf eine unterschiedliche Betrachtungsweise
> hinaus?
In der Physik nennt man das die Wahl eines Bezugssystems, die bekanntlich
freigestellt ist.
> Für einen Ingenieur ist jede auftretende Kraft real, auch wenn
> ein Physiker sich damit schwer tut, zwischen scheinbaren und
> unscheinbaren^wrealen Kräften zu unterscheiden.
Deshalb sind Ingenieure ja auch nur Ingenieure und Physiker eben Physiker.
In den Naturwissenschaften, und insbesondere in der theoretischen Physik,
betrachten wir die Situationen genauer als in den Ingenieurwissenschaften
und vermeiden es, uns von unserer Intuition zu falschen Schlussfolgerungen
verleiten zu lassen.
Dabei ist es regelmässig hilfreich, von einer einfachen Annahme auszugehen:
Die physikalischen Gesetze sind *überall* und in *allen* Bezugssystemen
dieselben.
Es kann also zum Beispiel nicht sein, dass Körper in einem Inertialsystem
die Eigenschaft der Trägheit aufweisen, in einem rotierenden System aber
nicht. Folglich findet die *scheinbare* Zentrifugalkraft auf Körper in
einem rotierenden System ihre Erklärung in der Trägheit dieser Körper, wenn
sie in einem Inertialsystem betrachtet werden.
Zu Illustration benutze ich meine Skizze aus
<news:2118170.irdbgypaU6@PointedEars.de>:
<-.
. . `.
' `
' '
: H :
:
' : '
'. : .'
'+'
K
Der Körper K befinde sich in relativer Ruhe *im rotierenden System*. Das
ist nur möglich, wenn und weil eine Zentripetalkraft auf ihn wirkt. Jetzt
"schalten" wir diese Kraft "aus". Zum Beispiel schneiden wir ein Seil,
welches K bisher mit dem Rotationszentrum verbunden hatte, durch:
<-.
. . `.
' `
' '
: H :
:
' 8< '
'. : .'
'+'
K
Was passiert?
Auf K wirken nun keine Kräfte mehr (wir wollen annehmen, dass die soeben
"ausgeschaltete" Kraft die einzige Kraft war, die auf K wirkte). Gemäss dem
1. Newtonschen Gesetz der Bewegung muss K sich also nun geradlinig
gleichförmig bewegen, und zwar mit derselben Geschwindigkeit wie vorher,
d. h. seiner Rotationgeschwindigkeit (Tangentialgeschwindigkeit). Das sieht
dann zum Beispiel mit fortschreitender Zeit so aus:
<-.
. . `.
' `
' '
: H :
' '
'. .'
' ' +
K
<-.
. . `.
' `
' '
: H :
' '
'. .'
' ' +
K
<-.
. . `.
' `
' '
: H :
' '
'. .'
' ' +
K
<-.
. . `.
' `
' '
: H :
' '
'. .'
' ' +
K
Zusätzlich habe ich oben einen im Rotationszentrum befindlichen
mitrotierenden Beobachter H (für „Hans-Peter“) eingezeichnet.
Was beobachtet H?
H beobachtet, dass sich K von ihm wegbewegt. Und zwar in radialer Richtung
(es ist zu berücksichtigen, dass H sich weiterhin dreht, also K immer
dieselbe Seite zuwendet). Für H ist die Bewegung von K also eine nicht-
inertiale, obwohl sie im Inertialsystem eine Inertialbewegung ist. H muss
daraus – im Besitz von Halbwissen über die Newtonschen Gesetze, aber in
Unkenntnis dessen, dass er sich in Rotation befindet – daraus schliessen,
dass auf K eine Kraft wirkt, die diese "Beschleunigung" verursacht: H muss
eine „Fliehkraft“ annehmen. (Aus unerfindlichen Gründen besteht H auf
dieser unwissenschaftlichen Bezeichnung.)
Tatsächlich bewegt sich K aber kräftefrei. Die Annahme (und tatsächliche
Messung) Hs, dass eine Kraft auf K wirke, rührt nur daher, dass sich H in
relativer Ruhe in einem *rotierenden* Bezugssystem befindet. Hs
„Fliehkraft“, wissenschaftlich „Zentrifugalkraft“, ist also nur eine
scheinbare Kraft, kurz: eine Scheinkraft.
>> Zur "absoluten Rotation": Dabei geht Newton von der Vorstellung eines
>> absoluten Raumes aus - und diese Vorstellung ist nicht haltbar.
>
> Er strapaziert dafür auch noch die Schwerkraft...
Die braucht man dafür aber nicht. Es genügt anscheinend festzustellen, dass
die implizite Annahme, dass sich der Raum nicht drehen könne, im allgemeinen
falsch ist.
> Waren zu seiner Zeit Gedankenexperimente noch nicht üblich oder
> wissenschaftlich nicht anerkannt?
Es war viel weniger bekannt und verstanden als 330 Jahre später. Zudem war
es Newtons Hauptanliegen, die Naturwissenschaften auf eine quantitative,
experimentell überprüfbare, mathematische Grundlage zu stellen und gerade
von den bis dahin gemachten rein philosophischen Überlegungen möglichst
Abstand zu nehmen (daher heisst sein Hauptwerk «Philosophiæ Naturalis
Principia Mathematica» „Die mathematischen Prinzipien der Naturlehre“).
Trotzdem hat auch er natürlich hypothetisch argumentiert (zum Beispiel: Was
passiert, wenn sich ein Planet ohne Einwirkung der Sonne weiterbewegen
würde?). Wenngleich er am Ende auch darauf hinweist, dass er Hypothesen zum
Ursprung der Gravitation gar nicht erst aufstellt, da er diese nicht für
überprüfbar hält («Hypotheses non fingo»).
Einsteins Gedankenexperimente sind übrigens keine Beweise seiner Theorien,
sondern nachträgliche Illustrationen derselben. In diesem Sinn sind auch
heute Gedankenexperimente „wissenschaftlich nicht anerkannt“. Das wird vor
allem von Laien (insbesondere Crackpots) häufig missverstanden.
> Was zeichnet einen "absoluten Raum" aus?
Vor allem ein Raum, der sich nicht drehen kann.
> Wenn ich den Drehstuhl ohne Umgebung betrachte, spannt der schon einen
> absoluten Raum auf?
Wie bitte? Ein Raum wird von Vektoren aufgespannt, nicht von Drehstühlen.
> Oder geht es mehr um gekrümmte Räume, Wurmlöcher etc?
Es geht wohl vor allem um die Möglichkeit rotierender Räume mit einer
Wechselwirkung, die einer Zentripetalkraft entspricht.
PointedEars
--
Q: What did the female magnet say to the male magnet?
A: From the back, I found you repulsive, but from the front
I find myself very attracted to you.
(from: WolframAlpha)
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Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-10-16 00:14 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2022-10-16 13:47 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-10-16 23:59 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-10-17 00:14 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Dieter Heidorn <d.heidorn@t-online.de> - 2022-10-16 13:19 +0200
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Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Ernst Sauer <Ernst.Sauer@kabelmail.de> - 2022-10-12 22:03 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-10-13 03:06 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Ernst Sauer <Ernst.Sauer@kabelmail.de> - 2022-10-13 12:28 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Josef Fluge <b-707@web.de> - 2022-10-13 20:10 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Dieter Heidorn <d.heidorn@t-online.de> - 2022-10-13 20:52 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-10-13 21:26 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Josef Fluge <b-707@web.de> - 2022-10-10 13:02 +0200
Re: Die Trägheit gemäss Mach (und Einstein) Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-10-07 21:25 +0200
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