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relativistisch schnell rotierende scheibe
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> relativistisch schnell rotierende scheibe
 
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MaxP
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Anmeldungsdatum: 05.08.2009
Beiträge: 31

BeitragVerfasst am: 14 Aug 2010 - 14:51:42    Titel: relativistisch schnell rotierende scheibe

hallo freunde der physik Smile

ich habe mal wieder eine dumme frage:

ich verstehe irgendwie nicht so recht, was passieren würde, wenn man sich eine scheibe hernimmt und diese so schnell rotieren lässt, so dass ein markierter punkt auf dem zuvor ruhenden rand der scheibe (fast) c erreicht und wie das mit der längenkontraktion zusammenpasst.

habe hier in einem anderen forum ein schönes beispiel gefunden
zitat:

Angenommen wir haben eine ultraleichte und ultrafeste dünne Scheibe von 3km Umfang (d=954,93m), sie dreht sich im Vakuum, fast reibungsfrei gelagert. Ein gewaltiger Motor mit der Energie ganzer Kraftwerke versetzt die Scheibe in Rotation.

U/sec - Geschwindigkeit/s Scheibenmitte - Geschwindigkeit/s Scheibenrand
1 / 1,5km / 3km
100 / 150km / 300km
1.000 = 1.500km / 3.000km
10.000 / 15.000km / 30.000km
100.000 / 150.000km / 300.000km = c
zitat ende

meines erachtens müsste sich ein vorher rot markierter punkt am rand bei maximaler drehzahl (hier im beispeil 100.000U/s)
fast am scheibenmittelpunkt befinden und diesen mit fast c umkreisen aufgrund der längenkontraktion.
die winkelgeschwindigkeit des punktes muss auch schließlich trotz des sinkenden radius immer größer werden damit v auch größer wird im vergleich zu einem punkt, der vorher auf der verbindungslinie mittelpunkt-markierter punkt lag, so dass der markierte punkt am rand eine höhere winkelgeschwindigkeit hat.
soll heißen: der (vorher ruhende) radius wickelt sich sozusagen um den mittelpunkt auf.

das heisst aber dann auch dass sich bei maximaler drehzahl der vorher ruhende rand am selben ort wie der mittelpunkt der scheibe befindet, was mir etwas merkwürdig erscheint.
auf der anderen seite wird die scheibe auch niemals auf punktgröße zusammenschrumpfen, weil es immer einen punkt auf der scheibe gibt (sei er auch noch so nah am mittelpunkt) der sich fast garnicht bewegt und es somit auch keine nennenswerte längenkontraktion gibt.

also zusammengefasst würde ein neben der scheibe ruhender beobachter sehen, dass die scheibe zwischen null U/s und 100.000 U/s immer kleiner wird bishin zu einem minimum wobei der rand der vorher ruhenden scheibe sich nun am mittelpunkt befindet.

ich hoffe das ist nicht wieder alles unsinn...
btw: ist dieses problem mit der drehenden scheibe in der fachwelt eigentlich geklärt oder streitet man da heute noch drüber???

gruß
MaxP
DrStupid
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Anmeldungsdatum: 11.07.2009
Beiträge: 335

BeitragVerfasst am: 15 Aug 2010 - 21:21:30    Titel: Re: relativistisch schnell rotierende scheibe

MaxP hat folgendes geschrieben:
meines erachtens müsste sich ein vorher rot markierter punkt am rand bei maximaler drehzahl (hier im beispeil 100.000U/s)
fast am scheibenmittelpunkt befinden und diesen mit fast c umkreisen aufgrund der längenkontraktion.


Doe Längenkontraktion erfolgt in Bewegungsrichtung - also in diesem Fall tangential und nicht radial.
Peter Rösch
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Anmeldungsdatum: 12.06.2010
Beiträge: 74

BeitragVerfasst am: 15 Aug 2010 - 21:52:47    Titel:

Klärung der Frage siehe
http://www.jocelyne-lopez.de/blog/
MaxP
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Anmeldungsdatum: 05.08.2009
Beiträge: 31

BeitragVerfasst am: 16 Aug 2010 - 15:55:42    Titel:

Hallo DrStupid.
Mir ist schon klar, dass auf der einen Seite der Radius nicht längenkontrahieren kann, auf der anderen Seite aber eine Kontraktion des Umfangs erfolgen müsste gemäß SRT.
Kannst du mir erklären, wie das zusammenpasst?
Was beobachtet ein beobachter, der neben der scheibe steht?

@ Herr Rösch:
Hallo, ich denke Sie gehören wohl zu den Leuten, die die RT per se ablehnen.
Glauben Sie denn auch nicht, das die LG für jeden inertialen Beobachter konstant ist?
Alles andere ist nur eine logische Schlussfolgerung daraus.

Gruß
MaxP
DrStupid
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Anmeldungsdatum: 11.07.2009
Beiträge: 335

BeitragVerfasst am: 16 Aug 2010 - 19:46:41    Titel:

MaxP hat folgendes geschrieben:
Mir ist schon klar, dass auf der einen Seite der Radius nicht längenkontrahieren kann, auf der anderen Seite aber eine Kontraktion des Umfangs erfolgen müsste gemäß SRT.


Richtig, und wo ist jetzt das Problem?

MaxP hat folgendes geschrieben:
Was beobachtet ein beobachter, der neben der scheibe steht?


Das hängt davon ab, wie die Scheibe beschleunigt wird. Erfolgt die Beschleunigung im Ruhesystem des außenstehenden Beobachters gleichförmig, dann entspricht die Situation dem Raumschiffparadoxon:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bellsches_Raumschiffparadoxon

In diesem Fall wird eine starre Scheibe am Rand auseinander gerissen. Eine flexible Scheibe würde für den außenstehenden Beobachter weiterhin wie eine gewöhnliche schnell rotierende Scheibe aussehen. Für den mitbewegten Beobachter wäre sie allerdings unendlich gedehnt.
DrStupid
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Anmeldungsdatum: 11.07.2009
Beiträge: 335

BeitragVerfasst am: 16 Aug 2010 - 19:47:42    Titel:

Peter Rösch hat folgendes geschrieben:
Klärung der Frage siehe
http://www.jocelyne-lopez.de/blog/


http://www.esowatch.com/ge/index.php?title=Jocelyne_Lopez
Jens Blume
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Anmeldungsdatum: 14.02.2009
Beiträge: 496

BeitragVerfasst am: 16 Aug 2010 - 20:47:00    Titel: Re: relativistisch schnell rotierende scheibe

MaxP hat folgendes geschrieben:
... ich verstehe irgendwie nicht so recht, was passieren würde, wenn man sich eine scheibe hernimmt und diese so schnell rotieren lässt, so dass ein markierter punkt auf dem zuvor ruhenden rand der scheibe (fast) c erreicht ...


Schon weit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit würde die Scheibe auseinander reißen. Es entsteht zuvor aber ein sehr starkes Magnetfeld.
Kingcools
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Anmeldungsdatum: 14.09.2007
Beiträge: 410

BeitragVerfasst am: 16 Aug 2010 - 21:22:57    Titel:

Und angenommen die Scheibe wäre beliebig fest?
Wie würde sie sich dann verhalten?
DrStupid
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Anmeldungsdatum: 11.07.2009
Beiträge: 335

BeitragVerfasst am: 16 Aug 2010 - 21:27:37    Titel:

Kingcools hat folgendes geschrieben:
Und angenommen die Scheibe wäre beliebig fest?


Dann wäre sie nicht mit der RT komptibel.
Peter Rösch
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Anmeldungsdatum: 12.06.2010
Beiträge: 74

BeitragVerfasst am: 16 Aug 2010 - 23:05:56    Titel:

MaxP hat folgendes geschrieben:
@ Herr Rösch:
Hallo, ich denke Sie gehören wohl zu den Leuten, die die RT per se ablehnen.


Da denken Sie richtig.

MaxP hat folgendes geschrieben:
Glauben Sie denn auch nicht, das die LG für jeden inertialen Beobachter konstant ist?


Was hat das mit Glauben zu tun? Es geht um eine Aussage, die in der Qualität der Rede von einem viereckigen Kreis entspricht.

MaxP hat folgendes geschrieben:
Alles andere ist nur eine logische Schlussfolgerung daraus.


Dem möchte ich nicht zustimmen. Auch nach der falschverstandenen Lichtgeschwindigkeit gibt es in der Relativitätstheorie noch zusätzlich alogische Entwicklungsfehler, z. B. den Ausdruck "c + v" in den Rechnungen, der so gar nicht vorkommen dürfte.
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