Hallo Hans-m, hallo zusammen
Frage:
Wer beschleunigt, der vom Dach Fallende oder der im Sessel Sitzende?
Zitat:
Hans-m schrieb in
Beitrag Nr. 1403-68:
Der freie Fall ist sehr wohl eine Beschleunigung, oder er bewirkt eine Beschleunigung.
Da die Frage nach dem "freien Fall" noch nicht geklärt scheint, für die Topologie des Universums aber von Belang ist, möchte ich hier mit einem Beispiel noch einmal darauf zurückkommen.
Vorab sollten wir uns über zwei Dinge einig sein:
1.)
Es gilt das Relativitätsprinzip! Zwischen dem Zustand der gleichförmigen Bewegung und dem Zustand der Ruhe kann nicht unterschieden werden.
2.)
Für eine Beschleunigung gilt das Relativitätsprinzip
nicht.
Es kann eindeutig zwischen gleichförmiger Bewegung/Ruhe einerseits und einer Beschleunigung andererseits unterschieden werden. Auf einen beschleunigten Körper wirkt eine Kraft, die ermittelt werden kann und die ein wahrnehmender Körper auch verspührt.
Das Dilemma:
Der im Sessel Sitzende beobachtet, dass sich der von Dach Fallende beschleunigt dem Erdboden nähert.
Der von Dach Fallende hingegen beobachtet, dass sich der Erdboden samt Sessel und dem darin Sitzenden sich ihm beschleunigt nähert.
Das steht nun aber im Widerspruch zur Feststellung unter Punkt 2.), wonach eine Beschleujnigung eindeutig festgestellt werden kann.
Einer von beiden, der Sitzende oder der Fallende, interpretiert seine Beobachtung falsch, und das ist derjenige, dessen Bewegungszustand nicht inertial ist und somit nicht als ruhend angesehen werden kann.
Da nach der ART die Gravitation der Beschleunigung äquivalent ist, können wir den Sessel samt darin sitzenden Beobachter auch in ein Raumschiff verfrachten, welches sich im gravitationsfreien Raum mit 1g beschleunigt bewegt. Der Beobachter im Raumschiff verspührt also die gleiche Gewichtskraft wie auf der Erdoberfläche und sitzt gemütlich in seinem Sessel. Zwischen Daumen und Zeigefinger hält er eine Kugel, die er zum Zeitpunkt t
0 loslässt. Ein zweiter
nichtbeschleunigter Beobachter befindet sich außerhalb des Raumschiffes.
Der im Raumschiff Sitzende beobachtet nach dem Loslassen der Kugel, dass diese beschleunigt zu Boden fällt (bzw. entgegen der Bewegungsrichtung des Raumschiffes).
Der nichtbeschleunigte Beobachter außerhalb des Raumschiffes beobachtet bis zum Zeitpunt t
0 eine beschleunigte Bewegung von Raumschiff, Sessel und Kugel. Nach dem Loslassen der Kugel ist diese von der Schubkraft des Raumschiffes entkoppelt und behält seine Relativgeschwindigkeit, die er zum Zeitpunkt t
0 gegenüber dem nichtbeschleunigten Beobachter inne hatte, bei. Die losgelassene, also kräftefreie Kugel bewegt sich mit gleichförmiger Relativgeschwindigkeit zu jedem inertialen Beobachter und kann somit auch als ruhend angesehen werden, wobei sich die Rückwand des Raumschiffes mit 1g der Kugel nähert.
Das Raumschiff mitsamt dem Sessel und darin sitzendem Beobachter hingegen wird aus jedem Inertialsystem als mit 1g beschleunigt beobachtet.
Das gilt gleichermaßen für einen auf der Erdoberfläche Sitzenden. Er befindet sich in einem Gravitationsfeld, einem Beschleunigungsfeld und kann sich nicht als ruhend definieren. Er kann mit einer Federwaage die Gewichtskraft, die er erfährt, messen und daraus seine Beschleunigung, g=F/m, ermitteln.
Der vom Dach Fallende wird eine zu ihm ruhende Feder nicht auseinanderziehen und eine Gewichtskraft von Null messen und daraus seine Beschleunigeng, g=0/m = Null ermitteln.
Fazit:
1.)
Ein frei fallender Körper wird von einem auf der Erdoberfläche stehenden Beobachter nur deswegen beschleunigt wahrgenommen, weil er sich in einem beschleunigten nicht inertialen Bezugssystem befindet. Es handelt sich um eine Scheinbeschleunigung ähnlich wie es sich bei der Zentrifugal- und der Corioliskraft um Scheinkräfte handelt.
2.)
Ein frei fallender Körper wird aus jedem Inertialsystem korrekt als gleichförmig bewegt wahrgenommen und kann somit als ruhend definiert werden.
3.)
Ein Inertialsystem kann als das Innere eines Kastens angesehen werden, welcher in einem Gravitationsfeld frei fällt
mfg okotombrok
"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
(Francis Picabia)
Beitrag zuletzt bearbeitet von Okotombrok am 24.08.2009 um 09:28 Uhr.
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