Wie lässt sich die Massevergrößerung einfach erklären?

Ich muss nächste Woche ein Referat über die Relativitätstheorie halten und stehe nun vor dem Problem, dem Publikum zu erklären warum sich die Masse schneller Objekte vergrößert. Da E = mc^2 sich ja eigentlich nur auf die Ruhemasse bezieht kann ich doch eigentlich nicht diese Formel als Grundlage nehmen oder?
Ich habe mal in einem Buch in etwa folgende erklärung dazu gelesen(ich glaube es war in dem Buch "Das elegante Universum"):
Wenn man ein Raumschiff, das nahezu mit Lichgeschwindigkeit fliegt, beobachtet, vergeht die Zeit (auf dem Raumschiff) aus Sicht des Beobachters langsamer. Daher werden sich auch alle Gegenstände auf dem Raumschiff in Zeitlupe bewegen.
Beobachtet man jetzt jemanden im Raumschiff wie er eine Vase gegen die Wand wirft und diese an der Wand zerspringt, muss die Masse des Objektes zugenommen haben, damit die Energie der Vase gleich bleibt und somit ausreicht sie an der Wand zerbrechen zu lassen.

Ich finde diese erklärung wirklich sehr gut, bloß irgentwie weiss ich nicht aus welchem Ausgangspunkt ich das Vortragen soll. Also von welcher Grundlage ich ausgehe. Einzig und alleine auf den Energieerhaltungssatz kann ich ja nicht aufbauen.

was willst du denn jetzt genau erklären :

-> Äquivalenz von Masse und Energie
oder
-> Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
oder
-> Schwerkraft als strukturelle veränderung der Raumzeitgeometrie.

?



i² = j² = k² = ijk = -1

sieh mal bei wikipedia nach, das mögen die lehrer besondern....

Ich würde einfach diese drei punkte nacheineinander durchgehen...
wieviel zeit hast du denn für das referat ? und welche klasse bist du ?

i² = j² = k² = ijk = -1

hier, lies:

RT (Archiv-Version vom 29.08.2005)

ansonsten, hausaufgaben selbst machen.

"When I raise my flashing sword, and my hand takes hold on judgement, I will take vengeance upon mine enemies, and I will repay those who haze me.
Never shall innocent blood be shed, yet the blood of the wicked shall flow like a river. As I will spread my blackened wings and be the vengeful striking hammer of God."
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-=ebai=-

<< ansonsten, hausaufgaben selbst machen. >>
Wieso so unfreundlich ? Er fragte ja nur, wie er es erklären soll...

i² = j² = k² = ijk = -1

Da E = mc^2 sich ja eigentlich nur auf die Ruhemasse bezieht kann ich doch eigentlich nicht diese Formel als Grundlage nehmen oder?

Wenn m₀ die Ruhemasse und m_rel die relativistische Masse aufgrund der Geschwindigkeit ist, dann gilt:

E₀ = m₀c² Ruheenergie
E = m_relc² Gesmatenergie (Ruheenergie + Kinetische Energie)
E_kin = (m_rel - m₀) c² kinetische Energie

Die Massenzunahme m_rel - m₀ ist jedoch nur als eine Zunahme der trägen Masse zu interpretieren, denn die Ruhemasse bleibt natürlich gleich.

Wie schon gesagt, ich will nicht die Konstanz der Lichgeschwindigkeit erklären. Ich will einfach nur versuchen dem Publikum ein anschauliches Beispiel geben wie das mit der Vergrößerung der Masse zustande kommt.
Mein Problem ist einfach dass ich nicht weiss auf welcher Grundlage ich mich stützen soll. E = mc^2 sagt ja nicht direkt, dass die Masse sich vergrößern muss wenn man sich schnell bewegt. Und den Leuten einfach die Formel für die Berechnung der Massenzunahme hinknallen will ich auch nicht.
@-nox-
Für das ganze Referat habe ich etwa 15 Minuten Zeit und in diesem Zeitraum will ich eben alle Phänomene verdeutlichen/erläutern. Das ganze ist für ein Wahlpflichtfach (hauptsächlich 5. und 7. Semester aus dem Bereich der Elektotechnik).

aus E = mc^2 folgt schon eine rel. Massenzunahme, denn sonst wäre ja die kinetische Energie Null, was ja auch nicht sein kann.

Hallo,

Vielleicht ist das ganz anschaulich.

Ein Objekt verliert Masse wenn es Energie verliert.
Ebenso gewinnt es an Masse wenn es "beschleunigt" wird, also Energie gewinnt.

Man könnte bei einem negativ beschleunigten (z.B. Bremsen beim Auto) Ball der langsam zur Ruhe kommt feststellen das sich seine Masse verändert hat, sie am geringsten ist wenn er sich nicht bewegt, da er alle Energie an die Umgebung abgegeben hat. Z.B. durch Reibung etc.

Will ich etwas beschleunigen, so muss ich dem zu beschleunigenden System Energie zufüheren. Da Energie = Masse ist (Einstein) bedeutet das, dass ein Objekt das beschleunigt wird immer mehr an MAsse gewinnt. Somit muss auch immer mehr Energie aufgewendet werden um es weiter zu beschleunigen.
Dieser Effekt wird jedoch erst so richtig im relativistischen Bereich massiv.

Man sehe sich den Träger der em-Kraft, das Photon an. Dieses Teilchen?! besitzt keine Ruhemasse. Es ist somit keine Energie nötig es auf c zu beschleunigen. Es bewegt (breitet sich aus sich?!) bereits mit c da es keine Masse beitzt.

Die Obergrenze ist dabei c, was die Beschleunigung betrifft. Ab diesem Punkt habe ich dem System soviel Energie zuführen müssen, das es so "Schwer" geworden ist, das für eine weitere Beschleunigung die gesammte Energie des Universums nicht mehr ausreichen würde.

Ein schwarzes Loch ist ein derart energiereiches Objekt, das es die Raumzeit
in sich soweit krümmt das c am Ereignishorizont erreicht wird. Nichts könnte ein derart massereiches=energiereiches Objekt jemals beschleunigen. Keine Energiemenge würde dazu ausreichen. Die Wirkungen würden am Ereignishorizont verloren gehen.

Gruss,
taurec

Will ich etwas beschleunigen, so muss ich dem zu beschleunigenden System Energie zufüheren. Da Energie = Masse ist (Einstein) bedeutet das, dass ein Objekt das beschleunigt wird immer mehr an MAsse gewinnt. Somit muss auch immer mehr Energie aufgewendet werden um es weiter zu beschleunigen.
Dieser Effekt wird jedoch erst so richtig im relativistischen Bereich massiv.

was sind das denn wieder für ausführungen? alles was mit einer massenzunahme bei beschleunigung zu tun hat, ist eine relativistische massenzunahme.

was ist denn ein relativistischer bereich bitte? und was wird da massiv?

das einzige was sich erhöht ist eben die rel. masse. das ganze ist jedoch hinfällig, da die moderne physik nur mit der ruhemasse arbeitet.


Ein schwarzes Loch ist ein derart energiereiches Objekt, das es die Raumzeit
in sich soweit krümmt das c am Ereignishorizont erreicht wird. Nichts könnte ein derart massereiches=energiereiches Objekt jemals beschleunigen. Keine Energiemenge würde dazu ausreichen. Die Wirkungen würden am Ereignishorizont verloren gehen.

am ereignishorizont geht nix verloren. der ereignishorizont ist schlicht der bereich eines schwarzen lochs, bis zu dem die letzten lichtteilchen vordringen können und dort, aufgrund der starken raumzeitkrümmung, nicht weiter kommen.

"When I raise my flashing sword, and my hand takes hold on judgement, I will take vengeance upon mine enemies, and I will repay those who haze me.
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Hier ein kleiner Tip: Je schneller sich eine Person das Essen in sich hineinstopft um so schneller nimmt die Masse der Person zu.

Liiii Laaaa Luuuuu nur der Mann im Mond schaut zu.

Hallo,

@rocketfinger

Habe schon einige Deiner "sehr konstruktiven" Beiträge hier gelesen.
Hätte mich auch gewundert wenn Du meine Antwort "richtig" einordnen könntest. Es gibt scheinbar in Foren immer wieder Personen die nicht anders versuchen als andere Forenteilnehmer zu demontieren. Für solche Peronen gibt es auch treffende "Bezeichnung"...
Egal, versuchs mal bei mir - bin mal gespannt wie weit Du kommst ;-))

(Bei 4629 Beiträgen seit dem 9.8.05 dürfte ja deutlich werden wer oder was Du bist !!)

Ich vermute einmal das der intelligente Forenteilnehmer, was sicherlich fast alle hier sein werden, durchaus verstehen das mit "massiv" mitnichten ein physikalischer Zustand oder dergleichen, sondern eher "deutlich", "spürbar" oder "sichtbar" gemeint war. Ebenso ist diesem Mitglied sicher auch klar das am Ereignishorizont "nichts" verloren geht - so wie auch mir das klar ist. Auch das ist eine "vereinfachte" Darstellung eines Sachverhaltes, der nach Lage der modernen Forschung (Hawking, Weiberg, etc), nur versucht, dass zu beschreiben was passiert, wenn man sich dem Schwarzschildradius nähert. Wenn Du da hinfliegst, bist Du für Deine Freunde nämlich einfach nur KAPUTT, WEG, VERSCHWUNDEN - AUS-BASTA.
Für den Naturforscher in diesem Bereich natürlich erst mal nicht.

Wir könnten uns ja gerne auch auf dieser Ebene unterhalten ???

Ebenso ist der Begriff "relativistischer Bereich" durchaus ein bekannter und allgemein verwendeter Ausdruck. Er beschreibt einfach nur einen bestimmten Bereich in dem relativistische Effekte spürbar, sichtbar, erkennbar, MASSIV werden. Die Zeitdilletation wird z.B erst ab einer recht hohen Geschwindigkeit konkret feststellbar (damit meine ich nicht - für höchstpräzise Meßinstrumente)

Allerdings, vorausschickend, ich bin kein "neunmalkluger" Pseudowissenschaftler, sonder Interessiere mich für diese Themen - und habe auch vieles (altuelles) darüber gelesen und denke sogar einiges davon verstanden zu haben. Aber ich bin eben mitnichten ein Fachman und gebe das auch nicht vor zu sein. Du schon - gell !!
Ich kann Dir gerne eine sehr umfangreiche Liste von Quellen zukommen lassen. Möglicherweise hilft es Dir etwas noch überzeugender hier im Forum aufzutreten.

Es ist auch nicht meine Art etwas zu erzählen, was ich nicht belegen kann - und wenn es nur die betreffende Literatur ist... Und wenn ich etwas vermute oder spekuliere, dann mache ich das auch vorher deutlich.

Und für unseren Schlaumeier Rocketfinger !!) hier ein Link.
Dort wird der Beriff durchaus verwendet. Hier z.B. im Kontext mit dem relativistischen Bereich eines Gases im Frühstadium des Universums...
(Vielleicht fällt Dir sogar in der URL ein Name auf - wenn nicht, naja - dann ist ja alles, allen hier klar - oder !)

http://kaluza.physik.uni-konstanz.de/DE/Sternseminar/final04.pdf (Archiv-Version vom 29.06.2004)

Deine Antwort hätte ich ausserdem ebenfalls recht leicht "demontieren" können (alleine schon die Wahl des Begriffs Lichtteilchen in diesem Zusammenhang !!). Jedoch ist das wenig konstruktiv. Bestenfalls dämlich. Und an so etwas beteilige ich mich nicht.
Wenn ich mit einer Antwort nicht einverstanden bin, frage ich erst mal nach und lasse mich dann, u. U. auch auf eine konstruktive und durchaus kontroverse Diskussion ein. Jedenfalls gebe ich sicherlich nicht solchen "Auswurf" zum besten...

@masterfx
Sorry für den langen Vorspan. Vielleicht hat es Dir für Deiner Aufgabe etwas geholfen und Du hast es richtig gedeutet. Falls es nicht geholfen hat, war es eben ein Versuch :-)) nicht mehr aber auch nicht weniger...

@alle
Eigentlich hat sowas hier nix verloren - aber es bringt mich eben auf die Palme.
Jedenfalls ist das Thema "Rocketfinger" für mich durch - egal was er sich jetzt noch einfallen lässt :-))

Entschuldigt also - ok

Gruss@all
taurec

Ich habe von einem Bekannten einen wundervollen satz gehört, der
absolut stimmt:

<< Everything is possible in this universe, but please do not forget that a human mind is like a parachute, it only works when open. >>

i² = j² = k² = ijk = -1

@sethnor: strike

i² = j² = k² = ijk = -1

mein beitrag diente der allgemeinen kritik und bezog sich auf rein sachlicher ebene auf äusserungen, welche m.E. so nicht stimmten.

dass mein ton vielleicht etwas harsch erschien tut mir leid, sollte es doch kein persönlicher angriff sein.

so jedoch bin ich nun im bilde über einige meinungen über mich. ebenfalls ist nun auch ersichtlich, wer sich, teils auf sehr persönlicher ebene, über mich äussert. aber das muss jeder für sich selbst wissen und entscheiden.

ich werde mich dem jedenfalls nicht hingeben, mich auch weiterer persönlicher meinungen enthalten und sachlich bleiben.


r.



"When I raise my flashing sword, and my hand takes hold on judgement, I will take vengeance upon mine enemies, and I will repay those who haze me.
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-=ebai=-

Na da haben sich ja zwei gefunden :D

@nox: aber gib acht, nicht dass es da noch reinregnet ;)

@sethnor: das mit der Massezunahme durch Beschleunigung hat mir ein wenig zu denken gegeben, weil einerseits Energie zugeführt wird muss ja eigentlich aufgrund von E=mc^2 die Masse zunehmen. Diese Massezunahme muss dann das beschleunigte System auch spüren. Da sträubten sich bei mir ein wenig die Nackenhaare.

Bsp: wir und unsere Erde werden ständig beschleunigt - die Bewegung auf einer Bahn um die Sonne ist nämlich eine ständig beschleunigte Bewegung. Aber es wird keine Energie dabei zugeführt oder entnommen. Und vor allem werden wir auch nicht schwerer - obwohl, ich wiege ein Kilo mehr als noch vor Weihnachten :(

Da entsann ich mich des alten Galileo. Der meinte nämlich: eine Beschleunigung erfordert eine Kraft. Von Energie war da nie die Rede!

Das erklärt, warum wir nicht schwerer werden, denn die Beschleunigung selbst führt uns keine Energie zu.

Liebe Esoteriker, seid gewarnt, meine kabbalistische Quersumme ist die E I N S
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Nur Atheisten kommen in den Himmel! Ihre Nächstenliebe ist nicht gottgeschuldet, sondern ehrlich.
-=ebai=-

@mso

Du würdest auch nicht schwerer werden, wenn man dir dauernd kinetische Energie zufügt, aber Du würdest träger. Für die selbe Beschleunigung müsste also immer mehr Energie aufgewendet werden, dein Gewicht würde sich nie ändern.

Um an schwerer Masse zuzulegen, gibt es nur einen Weg, aber den hast Du ja schon beschrieben :)

@ilchegu: nö, nicht unbedingt! Wenn ich beispielsweise vom Dach des Empire State Building springe, muss ich keine Energie aufwenden, um beschleunigt zu werden.

...weil: potentielle Energie zu kinetischer Energie wird,
aber Delta(E-pot + E-kin) = 0, oder etwa nicht?

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ich mag mich irren, aber das drückst du mit dieser gleichung nicht aus...

wenn schon dann : E_pot = E_kin...
aber was hat das bitte mit massenzunahme zu tun ?

i² = j² = k² = ijk = -1

richtig, das drücke ich nicht aus, weil das in der Regel nicht zutreffen wird

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