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Schwierigkeit der Längenkontraktion

1.282 Beiträge, Schlüsselwörter: Physik, Einstein, Zeit, Raum, Längenkontraktion

Schwierigkeit der Längenkontraktion

23.06.2017 um 19:47
Wenn ein und dasselbe Raumschiff für zwei unterschiedliche Perspektiven unterschiedlich ausgedehnt sein kann,
sodass ein Subjekt eine andere Längeneinheit messen würde, als ein anderes Subjekt in eben demselben Moment,
wie können dann noch beide Subjekte Teil derselben Realität sein ?


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

23.06.2017 um 20:21
@5okrates
Ich vermute die beiden angesprochenen Beobachter werden schon Schwierigkeiten haben übereinzukommen das sie das Raumschiff im selben Moment gesehen haben.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

23.06.2017 um 22:25
@5okrates
Ich verstehe nicht annährend was du meinst.

Andere Perspektiven bedeutet hier genau WAS?
Und was meinst du mit andere Längeneinheit? Meter, Zoll usw?


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

23.06.2017 um 23:01
Wäre mal schön, wenn @5okrates darlegen würde, woher er seine Behauptung hat und es erläutert ...

Perspektive verändert eigentlich nicht die wahren Proportionen ... Nur weil jemand in 1 km Entfernung nur noch 1 cm groß erscheint, ist das ja nicht wirklich so ...


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

24.06.2017 um 08:39
Issomad schrieb:Wäre mal schön, wenn @5okrates darlegen würde, woher er seine Behauptung hat und es erläutert ...
Wikipedia: Lorentzkontraktion



Nutzen wir dafür ein Gedankenexperiment @5okrates :

Du hast einen Bauchumfang von 3m - und um diesen einen LHC-Ring - in welchem Dein geschrumfter Zwillingsbruder mit 99,9999% LG kreist.

Nachdem nun 24h vergangen sind, hält er an und wird wieder ent-schrumft.

Da Dein LHC-Bauch-Ring ;) einen Rundenzähler hatte, kannst Du ihm vorrechnen wieviel Runden und km er zurückgelegt hat.

Der Rundenzähler zeigt nun 8634014156377 Runden an, was * 3m Umfang ggf. ungefähr 25902042469131 Meter ergibt.

Dein Zwillingsbruder ist damit aber nicht einverstanden,- denn er hat seiner Meinung nach nur 12195557191 Runden zurückgelegt, bzw. nur eine Strecke von 36586671574 Meter.

Wer hat nun Recht


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

24.06.2017 um 13:54
Beide


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

24.06.2017 um 16:27
5okrates schrieb:wie können dann noch beide Subjekte Teil derselben Realität sein ?
Man korrigiere mich wenn ich irre,
aber ich schlicht und einfach sagen:
Weil es relativ ist. ;-)


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

24.06.2017 um 17:28
@GuggstDu
Unabhängig von Geschwindigeit, Größe und Entfernung, wäre die Zahl der zurückgelegten Runden, doch für beide gleich?
Denn würde man den Bauchnabel mal als Fixpunkt nehmen, wäre der geschrumpfe Brude doch genauso oft daran vorbeigekommen wie von außen beobachtet, oder nicht?


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

24.06.2017 um 17:37
@deponianer

Eben nicht. Das ist relativ und vom Beobachter abhängig. 

Hast du dir diesen Link angeschaut? Dort wird dieses Phänomen schön beschrieben.

Wikipedia: Lorentzkontraktion


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

24.06.2017 um 19:14
TerracottaPie schrieb:Eben nicht.
Eben doch. Beide zählen die gleiche Rundenzahl. Allerdings misst der bewegte eine kürzere Strecke je Runde als der ruhende. Lediglich der Radius wäre bei einer Messung für beide identisch.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

25.06.2017 um 01:45
@pluss 

Hast natürlich Recht :Y: So ist es richtig.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

25.06.2017 um 19:37
@5okrates

So wird das wohl kaum was, Du musst da die Grundlagen richtig lernen, die Begriffe verstehen. Beginne mit Koordinatensystem, dann Bezugssystem und Inertialsystem und was man unter "sehen/messen/beobachten" zu verstehen hat, was unter dem Begriff Beobachter. Dann was ein Ereignis ist. Und dann schaue Dir das Relativitätsprinzip genau an, lerne was eine Koordinatentransformation genau ist.

Wichtig ist es dann die Galilei-Transformation zu beherrschen, Du musst die Physik bis dahin von den Grundlagen wirklich richtig verstanden haben.

Dann kommt die Messung einer Länge.

Und erst dann kannst Du Dich mit der Speziellen Relativitätstheorie beschäftigen, erst dann wirst Du die Relativität der Gleichzeitigkeit (RdG) verstehen können. Und die Längenkontraktion - besser Lorentzkontraktion (LK) ergibt sich dann aus der RdG wie eben auch die Zeitdilatation (ZD).

Generell würde ich auf diesen Weg Rotation vermeiden, also nur gerade Strecken nehmen und Geschwindigkeiten, niemand im Kreise rennen lassen und auch nicht beschleunigen. Macht es nur unnötig kompliziert.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

25.06.2017 um 22:41
@nocheinPoet

Das ist ja schön und gut .. aber ich habe die Zeit und Muße keinesfalls das Mal so eben nachzuholen ..

Kann es denn nicht möglich sein es mir in einfachen und klaren Worten zu erklären ?

Es handelt sich doch meines Erachtens hierbei um ein ganz anschauliches Gedankenexperiment ..


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

26.06.2017 um 00:17
@5okrates

Nein, kaum möglich, die Grundbegriffe müssen klar sein, Du kannst ohne die Zahlen zu kennen nicht Rechnen lernen, ohne Buchstaben nicht Lesen und Schreiben. Ich spreche hier ja wirklich die ganz elementaren Dinge in der Physik an, Du willst was aus der SRT verstehen, dazu musst Du eben diese Dinge in der Physik selber verstanden haben.

Und so schwer ist das nicht, das begreift man alles so locker rudimentär in 40 Stunden. Sollte also schon machbar sein, Links kann ich Dir gerne geben, und auch dann Fragen beantworten.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

26.06.2017 um 00:36
@nocheinPoet

ich bitte förmlich darum !


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

26.06.2017 um 11:27
deponianer schrieb:Unabhängig von Geschwindigeit, Größe und Entfernung, wäre die Zahl der zurückgelegten Runden, doch für beide gleich? Denn würde man den Bauchnabel mal als Fixpunkt nehmen, wäre der geschrumpfe Brude doch genauso oft daran vorbeigekommen wie von außen beobachtet, oder nicht?
Das kann man so sehen.

Die Konfusion entsteht nun über die tatsächlich gemessene Länge des LHC Reisenden. Er war anstatt der 24h, auf Grund der Zeitdilatation nur ca. 122s mit 99,9999% LG unterwegs - und misst auch eine viel kürzere Strecke. Aus seiner Sicht müsste der Ring also einen viel kleineren Umfang haben - als er tatsächlich hat.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

26.06.2017 um 14:11
@GuggstDu
GuggstDu schrieb:... die tatsächlich gemessene Länge ...
Da sehe ich eben wieder ein Problem, was soll eine tatsächlich gemessene Länge gegenüber einer nicht tatsächlich gemessenen denn genau sein? In der Physik gibt es die Ruhelänge und die Länge, erste ist invariant und die Zweite abhängig vom Bezugsystem und der Geschwindigkeit des Objektes in diesem.

Ganz einfach und klar, und man sollte sich wirklich an die Begriffe der Physik halten.



@5okrates

Gut, dann fange mal hiermit an:

http://www.frustfrei-lernen.de/mathematik/koordinatensystem-2d-3d-abszisse-ordinate-mathematik.html
Wikipedia: Koordinatensystem

Das Bezugssystem ist immer auch ein Koordinatensystem, es baut darauf auf:
Wikipedia: Bezugssystem

Gibt da dann Versionen von, wichtig ist aber, es ist immer auch ein Koordinatensystem. Und gleiches gilt auch für das Inertialsystem:
Wikipedia: Inertialsystem
https://www.leifiphysik.de/relativitaetstheorie/erster-einblick/inertialsystem
http://www.einstein-online.info/lexikon/Inertialbeobachter

Also mal zusammengefasst, in der Physik hat man es mit bestimmten Koordinatensystemen zu tun, die sind aber immer frei definiert, es sind selber keine realen Objekte oder Körper und die haben auch nicht wo eine Grenze, normaler Weise und in der Regel.

Oft kann man aber wo lesen, der Zug, die Erde, das Raumschiff sei ein Bezugsystem, das ist so eben nicht richtig, hier wird im besten Fall einfach vereinfacht geschrieben. Es ist dann immer ein Bezugssystem gemeint, das so definiert wurde, das die genannten Objekte darin ruhen, also eben ein Ruhesystem. Es können beliebig andere Systeme definiert werden in dem dann die Objekte eine beliebige Geschwindigkeit haben.

Objekte und Körper werden immer in einem System angegeben, dort haben sie zu einer Zeit dort einen bestimmten Ort. In der Physik spricht man hier von einem Ereignis, ein Ereignis ist in dem Sinne ein Punkt mit vier Werten in einem vierdimensionalen Koordinatensystem (mit Magenschmerzen ... Raumzeit).

Ein Beispiel, ein Blitz schlägt durch einen Zugende in ein das Gleisbett (der Boden des Zuges und das Gleisbett denken wir uns einfachheitshalber mal auf gleicher Höhe), das ist ein Ereignis. Wir definieren ein Bezugsystem S in dem der Zug ruht (hier ist das Gleisbett bewegt) und können nun für das Ereignis Koordinaten angeben, wir machen es mal einfach und nehmen hier x, y, z, t = (0, 0, 0, 0).

Und nun definieren wir ein weiteres Bezugsystem S', in diesem ruht das Gleisbett und der Zug ist hingegen bewegt. Wir machen es uns weiter einfach und vergeben die Koordinaten x', y', z', t' = (0, 0, 0, 0).

Wichtig, wir haben nun zwei gleichwertige Systeme definiert, keines ist gegenüber dem Anderen bevorzugt oder ausgezeichnet. Es ist nicht möglich zu sagen, in Wahrheit bewegt sich aber der Zug absolut. Was sich wie schnell bewegt ist relativ und vom definierten System abhängig in dem es beschrieben wird.

Ich denke bis hier hin reicht für den Anfang, bei Fragen einfach fragen. Wenn das so weit klar ist mache ich dann weiter.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

26.06.2017 um 15:08
nocheinPoet schrieb:Da sehe ich eben wieder ein Problem, was soll eine tatsächlich gemessene Länge gegenüber einer nicht tatsächlich gemessenen denn genau sein?
...ich meinte die für den Reisenden tatsächlich gemessene Länge.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

26.06.2017 um 15:18
@GuggstDu

Wiederholung macht es nicht besser. Ganz deutlich noch mal, es gibt in der Physik zwei Arten von Länge, einmal die Länge und einmal die Ruhelänge.

Ob da nun ein Reisender ist oder nicht ist auch Banane, Größen werden immer in einem System angegeben. Objekte die dort keine Geschwindigkeit haben haben als Länge eben ihre Ruhelänge.

Um eine Länge zu messen muss in dem System Anfang und Ende der Strecke gleichzeitig gemessen werden, da die Gleichzeitigkeit selber aber vom System abhängig ist, ist die gemessene Länge ebenso vom System abhängig.

Ein "tatsächlich" hat da nichts zu suchen und wie gesagt, einen "Reisenden" braucht es auch nicht. ;)

Generell sollte man bei Erklärungen einfach alles weglassen, dass nicht für die Erklärung selber gebraucht wird.


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Schwierigkeit der Längenkontraktion

26.06.2017 um 17:08
@nocheinPoet

Danke für die Links ...

Ich werde aber das Gefühl nicht los, dass du schlichtweg mathematische Prinzipien verfolgst,
die lediglich das beschreiben, was sich am Ende eben auch ohne Mathematik verstehen lässt.

Zwei unterschiedliche Perspektiven, messen dasselbe Objekt und stellen fest,
in Einsteins Universum gibt es gar kein Objekt, jedenfalls keinen objektiven Raum den sich beide teilen.

Nun irgendwas muss ja aber für die Stabilität des Objekts sorgen.
Hierfür bleibt nur noch das Licht. Ist jedoch gut gewählt, muss man sagen.

Es kann doch aber unmöglich sein, dass ich ein Auto messe, dessen Körper, aufgrund seiner annähernden Lichtgeschwindigkeit,
deutlich zusammengeschrumpft ist, während eben in demselben Moment und in diesem Auto ein Mensch normaler Größe Platz hat.
Und jetzt kommts : der eben sich selbst aus seiner eigenen Perspektive auch tatsächlich ganz normal sieht, den anderen aber geschrumpft.

Es macht keinen Sinn ... zuviel ist von der Perspektive abhängig, zu wenig objektiv stabil.
Erinnert mich schon an die kantische Metaphysik um ehrlich zu sein ... mit Erscheinung und Ding an sich.


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