Frage zur Gravitation

einai schrieb:Ich sage mal so, die Gravitation ist eine Grundkraft.
Hier findet sich der Unterschied.

Mal "naiv" gefragt:

1) Wenn ich in einem Raumschiff sitze und mit 1 g (9,81 m/s^2) beschleunige, dann spüre ich recht deutlich, wie ich in den Sitz gedrückt werde.

2) Wenn ich auf der Erde aus einer bestimmten Höhe mich fallen lasse, so spüre ich nichts (Luftwiderstand und Aufprall ausgeklammert :) ) obwohl ich ebenfalls mit 1 g beschleunigt werde.

Beidesmal wirkt eine Kraft - aber völlig unterschiedlich.

Woher kommt das?
Wie läßt sich das erklären?

@Izaya

Die Analogie ist schrecklich, aber naja. Vielleicht hilfts.

Also, die war schon ganz gut. Mit der kann man gleich weiter fragen.

Woher wisst Ihr wie stark Ihr sein müsst, um beide Schränke auf dieselbe Bechleunigung zu bringen? Oder noch naiver ausgedrückt: Was veranlasst Euch zu diesem Bedürfnis? Es wäre doch egal, ob der eine Schrank schneller bewegt wird als der andere?

Lege ich das jetzt auf die Erde um, woher "weiß" die Erde, dass da ein großer Brocken angezogen werden soll? Würde sie genauso stark anziehen wie bei einem schwachen Körper, so müsste dann der schwerer glatt langsamer fallen.
Und vor allem, wie bringt sie dies Mehrkraft auf? Wenn sie doch bei einem geringerem Körper weniger Kraft aufbringt?

@off-peak
Wir denken nicht darüber nach, wie stark wir sein müssen, sondern sind so stark wie wir sind.
Die Erde ist so Massereich wie sie ist.

Die Erde zieht, so wie jede andere Masse, jegliche Masse an. Die Erde zieht an jedem Gramm mit der selben Kraft, die durch die eigene Masse der Erde bestimmt ist. Der unterschied ist nur, dass die Bowlingkugel quasi mehr Gramm hat, die angezogen werden, als eine Feder.


Oder anders gesehen, eine Bowlingkugel hat eine größere Masse, welche die Erde anzieht, als eine Feder.


Es sind keine bewussten Entscheidungen. Schwerkraft ist einfach etwas, dass bei Massen auftaucht und stärker wird, je mehr Masse vorhanden ist.

delta.m schrieb:Beidesmal wirkt eine Kraft - aber völlig unterschiedlich.

Woher kommt das?
Wie läßt sich das erklären?

Weil du bei dem einen in einen Sitz gedrückt wirst und beim anderen im Freien Fall bist..?

Äpfel und Birnen.

off-peak schrieb:Lege ich das jetzt auf die Erde um, woher "weiß" die Erde, dass da ein großer Brocken angezogen werden soll? Würde sie genauso stark anziehen wie bei einem schwachen Körper, so müsste dann der schwerer glatt langsamer fallen.
Und vor allem, wie bringt sie dies Mehrkraft auf? Wenn sie doch bei einem geringerem Körper weniger Kraft aufbringt?

Sag mal...du warst auch schon mal besser in Wissenschaftlichen Dingen...oder woher kommt jetzt diese plötzliche Gebrabbel von "Woher weiß die Erde wie stark sie anziehen muss?"

Die Natur und Physik "weiß" überhaupt nichts denn sie hat kein Bewusstsein.

@Nerok

Nerok schrieb:Weil du bei dem einen in einen Sitz gedrückt wirst und beim anderen im Freien Fall bist..?

Äpfel und Birnen.

Verstehe deine "Erklärung" nicht ganz ;)

Ich kann auch angeschnallt in einem Sitz im freien Fall sein und spüre dennoch keine Beschleunigung.

delta.m schrieb:Verstehe deine "Erklärung" nicht ganz ;)

Ich kann auch angeschnallt in einem Sitz im freien Fall sein und spüre dennoch keine Beschleunigung.

Sagmal...ist das so schwer zu verstehen?

Beim einen wirst du in einen Sitz gedrückt weil sich dieser nicht wegbewegen kann UND FEST VERANKERT IST!
Würde der Sitz nicht fest verankert sein würdest du auch "nichts merken".

Bei dem anderen FÄLLST DU ZU BODEN! IM FREIEN FALL!

@Nerok

Sag mal...du warst auch schon mal besser in Wissenschaftlichen Dingen.

Durchaus richtig. Liegt aber daran, dass es mir hier nicht ganz klar ist. Was ich mehrmals o kommunzierte.
Auch, dass persönliche Attacken das Problem nicht lösen.

Sagmal...ist das so schwer zu verstehen?

Die Frage geht retour.

Ist Dir nicht klar, dass @Hantierer und ich WISSEN, DASS es so ist? Aber es eben nicht ganz verstehen?

Sei mir nicht böse, aber wenn Du nicht bereit bist zu helfen, dann nutzen Deine Beiträge auch nichts. Siehe oben. Uns als dumm darstellen, verschlechtert nur das Diskussionsklima.

@Nerok

Nerok schrieb:Würde der Sitz nicht fest verankert sein würdest du auch "nichts merken".

Dann würde ich aber auch nicht beschleunigt werden, oder?

off-peak schrieb:Lege ich das jetzt auf die Erde um, woher "weiß" die Erde, dass da ein großer Brocken angezogen werden soll?

Nach meiner Erfahrung können sich viele Menschen magnetische Kräfte besser vorstellen als andere Fernkräfte. Deshalb mal ein Beispiel anhand einer magnetischen Analogie.

Nähert man einen kleinen Permanentmagneten mit einem Pol dem entgegengesetzen Pol eines sehr grossen Permanentmagneten, wird der kleine Magnet mit einer bestimmten Kraft angezogen (rein formal wird auch der grosse vom kleinen Magneten angezogen, was sich aber ab einem gewissen Massenverhältnis nicht mehr relevant auswirkt). Setzt man ein Objekt aus mehreren derartigen kleinen Permanentmagneten zusammen, wird das Objekt insgesamt (idealisiert) mit dem Vielfachen der Kraft angezogen, das der Anzahl der kleinen Permanentmagneten entspricht. Der grosse Permanentmagnet muss dafür nichts "wissen". Im Fall der Gravitation entspricht die Zahl der kleinen Permanentmagneten der Masse des Objekts. Je grösser die Masse, desto grösser die Anziehungskraft.

delta.m schrieb:1) Wenn ich in einem Raumschiff sitze und mit 1 g (9,81 m/s^2) beschleunige, dann spüre ich recht deutlich, wie ich in den Sitz gedrückt werde.

2) Wenn ich auf der Erde aus einer bestimmten Höhe mich fallen lasse, so spüre ich nichts (Luftwiderstand und Aufprall ausgeklammert :) ) obwohl ich ebenfalls mit 1 g beschleunigt werde.

Im ersten Fall wirst du Über den Sitz beschleunigt. Deswegen "drückt" er auf dich. Im Zweiten Fall wird jedes Atom deines Körpers gleich stark beschleunigt, wodurch es keinen Unterschied zwischen ihnen gibt.



Aber dann nochmal zur Ursprungsfrage ein ganz einfaches Experiment, das auch jeder zuhause machen kann:

Man nehme ein kleines Stück Knete (index: A) mit der Masse m_A. Auf dieses Stück wirkt jetzt eine Gravationskraft mit der Stärke F_A.

Jetzt nehmen wir ein weiteres Stück Knete (index: B) dazu. Diese Stück hat die Masse m_B und auf dieses Stück wirkt die Gravationskraft mit der Stärke F_B.

Jetzt kneten wir beide Knetestücke zusammen, sodass wird nur noch ein Stück Knete (index: C) haben. Dieses Stück Knete hat jetzt die Masse
m_C = (m_A + m_B).
Der A-Anteil von C und auch der B-Anteil von C sollten aber immernoch je mit F_A bzw. mit F_B angezogen werden, sodass sich die Gravitationskraft der Erde auf C aus der Summe der Gravitationskräfte der Erde auf A und B ergibt:
F_C = F_A + F_B

Da sieht man, dass die Gravitationskraft größer wird, wenn auch die Masse zunimmt.

Denn die Gravitation wirkt nicht auf ein Objekt als ganzes sondern immer gleichmäßig stark auf jedes Stück des Objektes, sodass die Gravitationskraft und nicht die Beschleunigung mit der Masse des Objektes skaliert.

@Chemik

Chemik schrieb:Im ersten Fall wirst du Über den Sitz beschleunigt. Deswegen "drückt" er auf dich. Im Zweiten Fall wird jedes Atom deines Körpers gleich stark beschleunigt, wodurch es keinen Unterschied zwischen ihnen gibt.

Danke für Deine Antwort.
Beim ersten Durchlesen erschien mir Deine Erklärung einleuchtend - aber dann kamen mir doch wieder Zweifel hoch:

Der Sitz beschleunigt doch auch alle Atome gleich stark.

(Wo liegt da mein Denkfehler?)

@delta.m:

delta.m schrieb:1) Wenn ich in einem Raumschiff sitze und mit 1 g (9,81 m/s^2) beschleunige, dann spüre ich recht deutlich, wie ich in den Sitz gedrückt werde.

2) Wenn ich auf der Erde aus einer bestimmten Höhe mich fallen lasse, so spüre ich nichts (Luftwiderstand und Aufprall ausgeklammert :) ) obwohl ich ebenfalls mit 1 g beschleunigt werde.

Vielleicht hilft eine mechanische Analogie: Zwei schwere parallele Stahlplatten mit Knete dazwischen. Im ersten Fall wird das Gesamtobjekt durch Druck auf eine der Stahlplatten beschleunigt: Resultat: Die Knete wird zusammengedrückt. Im zweiten Fall werden beide Stahlplatten gleichmässig von Seilen in die gleiche Richtung gezogen. Resultat: Die Knete wird (bei gleicher Beschleunigung) nicht zusammengedrückt.

@uatu

uatu schrieb:Vielleicht hilft eine mechanische Analogie: Zwei schwere parallele Stahlplatten mit Knete dazwischen. Im ersten Fall wird das Gesamtobjekt durch Druck auf eine der Stahlplatten beschleunigt: Resultat: Die Knete wird zusammengedrückt.

Ja, die Knete wird anfangs zusammengedrückt aber nur bis zu einem bestimmten Grad (Gleichgewichtszustand).
Danach verändert sie sich doch nicht mehr.

Sorry, steh' immer noch auf'm Schlauch ...

@delta.m:

delta.m schrieb:Ja, die Knete wird anfangs zusammengedrückt aber nur bis zu einem bestimmten Grad (Gleichgewichtszustand).
Danach verändert sie sich doch nicht mehr.

Die beiden Fälle unterscheiden sich aber. Im ersten Fall steht die Knete während der Beschleunigung unter Spannung (vielleicht wäre Gummi oder eine Druckfeder besser für das Beispiel geeignet, um dem Unterschied zwischen plastischer und elastischer Verformung aus dem Weg zu gehen). Im zweiten Fall nicht. Diese "Spannung" ist das, was Du während der Beschleunigung spürst.

@uatu

Danke, jetzt hat's "klick" gemacht :)

Hantierer schrieb:Ich finde das einfach unfair und würde gern wissen wie das geht?

Hantierer schrieb:Und warum macht man nicht so ganz einfache Sachen, die man in der Sendung mit der Maus zeigen könnte? Das ist doch eine zentrale Aussage der Physik, da ist es doch absolut erforderlich die auch mal eindeutig zu prüfen, wenn man schon mal da ist!

Meinst du das hier? @Hantierer

http://www.br.de/br-fernsehen/sendungen/faszination-wissen/mond-erdmond-atmosphaere100.html

@uatu

delta.m schrieb:Chemik schrieb:
Im ersten Fall wirst du Über den Sitz beschleunigt. Deswegen "drückt" er auf dich. Im Zweiten Fall wird jedes Atom deines Körpers gleich stark beschleunigt, wodurch es keinen Unterschied zwischen ihnen gibt.
Danke für Deine Antwort.
Beim ersten Durchlesen erschien mir Deine Erklärung einleuchtend - aber dann kamen mir doch wieder Zweifel hoch:

Der Sitz beschleunigt doch auch alle Atome gleich stark.

Kann es sein das sie zwar gleich stark aber nicht gleichzeitig beschleunigt werden?

Beim Raumschiff wirkt die Kraft über den Antrieb auf den Sitz und danach auf den Körper, es ist keine Gravitationskraft die wirkt sondern eine Kraft welche über die Atome, mechanisch weitergegeben wird, daher drückt sich auch der elastische Zwischenraum (zwischen den Atomen) zusammen was wir als in den Sitz hineindrücken empfinden.

Bei der gravitativen Beschleunigung wirkt die Kraft, wie Chemik schrieb, auf alle Atome gleichzeitig, es wird keine Kraft mechanisch übertragen.

@McMurdo:

McMurdo schrieb:Meinst du das hier?

Die Szene fiel mir auch ein, aber @Hantierer ging es nicht um die gleiche Beschleunigung verschiedener Objekte, sondern um den konkreten Wert der Beschleunigung auf dem Mond, der sich aus dieser Szene nur schlecht ableiten lässt. Man könnte da zwar krude etwas ausrechnen, aber nicht mit einer brauchbaren Genauigkeit (was natürlich auch nicht Sinn der Demonstration war).

@delta.m

EIgentlich hats schon klick gemacht aber ich wollte uach noch was dazu sagen:

Das Äquivalenzprinzip sagt man kann nicht unterscheiden zwischen einer Beschleunigung und Gravitation. Genauer heißt das:

Stell dir nen Mann in einer Rakete vor ohne Fenster, dann gibt es genau zwei Fälle die in denen er nicht unterescheidn kann:

1. Er kann nich unterscheiden ob sich die Rakte im freien Fall oder unbeschleunigt im leeren Raum befindet. Beides führt dazu das in der Rakete keine Trägheitskräfte spürbar sind

2. Er kann nicht unterscheiden ob sich die rakte stehend auf dem Erdboden befindet oder beschleunigt im leeren Raum. Bei beiden Fällen wird er eine Trägheitskraft spüren die ihn an die Raketenwand drückt.

Ich hoffe das hilft noch ein wenig.