Fallgeschwindigkeit

Hallo zusammen,

da ich gerade mit Covid 19 infiziert bin und reichlich Zeit zum Nachdenken habe, habe ich überlegt, warum nach allgemeiner Ansicht alle Objekte bei fehlendem Luftwiderstand mit gleicher Geschwindigkeit zur Ede fallen.

Newtons Gravitationsgesetz lautet: F = m1 x m2/ r ²

In dieser Formel sind sowohl als Beispiel die Feder (m1) und eine Eisenkugel (m1) enthalten. Weil diese Massen im Verhältnis zur Masse der Erde (m2) verschwindend gering sind, lässt man sie unberücksichtigt. Ist das gerechtfertigt bzw. muss das so sein ?

In unserer alltäglichen Vorstellung betrachten wir die Masse der Feder im Verhältnis zur Masse Kugel, und die ist ja durchaus erheblich unterschiedlich, und kommen deshalb zu der (falschen) Vorstellung schwerere Gegenstände fallen schneller.

In Newtons Formel handelt es sich um die Kraft, die zwischen zwei Objekten wirkt, also im Prinzip um zwei Kräfte, die entgegengesetzt wirken. Die Kraft mit der die Feder bzw. Eisenkugel auf die Erde wirken sind im Verhältnis zur Kraft mit der die Erde auf Feder und Eisenkugel wirkt so gering, dass sie nicht messbar sind (?). Aber im Prinzip fallen Feder und Eisenkugel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Der Unterschied besteht in der Geschwindigkeit, mit der die Erde von der Feder bzw. von der Kugel angezogen wird.

Wir gehen von der Vorstellung aus, dass zwischen Erdoberfläche und einem fallenden Gegenstand nur eine Bewegung in einer Richtung erfolgt, nämlich des fallenden Gegenstandes in Richtung Erde. Folgerichtig muss man dann bei er Fallgeschwindigkeit der Objekte zu dem Ergebnis kommen, dass nur die Anziehungskraft der Erde die Fallgeschwindigkeit bestimmt.

Nur unter diesen Annahmen ist die Aussage "alle Objekte falle gleich schnell" zutreffend.

Ich hoffe, ich habe keine Experten gelangweilt.

MfG
Harti

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2377-1:

Ich hoffe, ich habe keine Experten gelangweilt.

Gelangweilt hat mich das absolut nicht, aber ich zähle mich auch keineswegs zum Expertenkreis...

Deine Überlegungen haben etwas! Wenn man so winzige Massen wie Eisenkugel und Feder in das Verhaltnis setzt zur Erdmasse, dann kann es natürlich sein, dass die Fallgeschwindigkeiten sich erst nach der zwanzigsten Nachkommastelle unterscheiden und wir das mit unseren Messmethoden gar nicht nachweisen können. Die Fallgeschwindigkeiten resultieren ja aus den Anziehungskräften der einzelnen Massen und ich nehme an, dass sich größere Massen auch mehr anziehen als kleinere.

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2377-1:

In unserer alltäglichen Vorstellung betrachten wir die Masse der Feder im Verhältnis zur Masse Kugel, und die ist ja durchaus erheblich unterschiedlich, und kommen deshalb zu der (falschen) Vorstellung schwerere Gegenstände fallen schneller.

Ähm, die fallen ja tatsächlich unterschiedlich schnell, zumindest nicht im luftleeren Raum...

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2377-1:

In Newtons Formel handelt es sich um die Kraft, die zwischen zwei Objekten wirkt, also im Prinzip um zwei Kräfte, die entgegengesetzt wirken.

Richtig und darum zieht die Erde ja nicht einseitig den Mond an, sondern der klammert sich seinerseits so sehr an die Erde, dass er das Wasser im Ozean um bis zu 12 Meter anhebt. Und damit kann man den Gedankengang noch weiter führen, nämlich dass unterschiedliche Massen auch unterschiedlich starke Anziehungskräfte haben. Die Eisenkugel zieht also ihrerseits die Erde stärker an als die Feder.

Andererseits hätte sich die Erde ja vielleicht schon Mars oder Venus als Monde eingefangen, aber da ist dann die Anziehungskraft der Sonne wohl doch eindeutig stärker als die der Erde...

Hallo!

Stimmt es, dass die Massenanziehungskraft eine dauerhaft entstehende Energie erzeugt, die ohne Massenverlust erklärt werden kann?

Quasi eine Energie aus dem Nichts? — Urknalltheorie lässt keinen anderen Schluss zu…?!?!

Fallgeschwindigkeit und Energieerhaltungssatz…???

Das uns „zugängliche“ Universum ein Perpetuum Mobile…??? eine sich selbst erzeugende Energie…???

Wie kann der Mensch etwas rechnen, dass er im Grunde nicht versteht?
Seltsame Dinge geschehen auf diesem Planeten!!!

Gruß

Gnom

Hallo Gnom,

Gnom schrieb in Beitrag Nr. 2377-3:

Stimmt es, dass die Massenanziehungskraft eine dauerhaft entstehende Energie erzeugt, die ohne Massenverlust erklärt werden kann?

Quasi eine Energie aus dem Nichts?

Gute Fragen, die ich leider nicht konkret beantworten kann. Deshalb nur Überlegungen dazu von mir:

Als Ursache der Gravitation wird eine Krümmung der vierdimensionalen Raumzeit angenommen. Da man sich ein vierdimensionales Objekt nur schlecht vorstellen kann, wird die räumliche Dimension zur bildlichen Vorstellbarkeit auf zwei Dimensionen reduziert und man stellt sich ein Gummituch vor, in dem durch Massen Dellen verursacht werden.

Diese Vorstellung klärt natürlich nicht die Frage, um was es sich bei dem "Objekt" vierdimensionale Raumzeit handelt und wie Masse dieses "Objekt" krümmen kann.

Kurz gefasst lautet die Frage: "Was ist Raumzeit"

In dieser Fragestellung wird mit dem Wort "ist" unausgesprochen angenommen, dass Raumzeit ein Objekt der physischen Wirklichkeit ist, real existiert. Dies wirft zwangsläufig die philosophische Frage auf, was ist Wirklichkeit.

Ich bin der Ansicht, man sollte nur das als Realität/Wirklichkeit ansehen, was man wahrnehmen und in Experimenten (physikalisch) überprüfen kann. Problematisch ist dies bei Erscheinungen, die man in Form von Wirkungen (z.B. Gravitation) wahrnimmt, die konkrete Ursache aber nicht unmittelbar wahrnehmbar ist (dunkle Materie, dunkle Energie, vierdimensionale Raumzeit).

Ich persönlich halte die Vorstellung einer vierdimensionalen Raumzeit für ein mathematisches Konstrukt zur theoretischen Beschreibung der Gravitation, ob man sie als Realität auffasst, ist Ansichtssache.

Wie Masse konkret auf die Raumzeit wirkt (die Dellen verursacht), bleibt auch für mich ein Rätsel.

MfG
Harti

Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2377-1:

Hallo zusammen,

da ich gerade mit Covid 19 infiziert bin und reichlich Zeit zum Nachdenken habe, habe ich überlegt, warum nach allgemeiner Ansicht alle Objekte bei fehlendem Luftwiderstand mit gleicher Geschwindigkeit zur Ede fallen.
Harti

zunächst einmal gute Besserung.
Ich wünsche Dir einen ähnlichen Covid-Verlauf wie bei mir: zwei Tage leichter Schnupen, das war's.

Zu deiner Frage unter dem Gesichtspunkt der klassischen Mechanik kann ich sagen,
dass es zunächst nicht um die Fallgeschwindigkeit geht, sondern um die Fallbeschleunigung.
Mit Masse ist die Eigenschaft der Schwere und der Trägheit gemeint.
Mit Schwere ist die Kraft gemeint, mit der Massen sich gegenseitig anziehen.
Mit Trägheit bezeichnet man die Eigenschaft, den Zustand der Ruhe bzw. gleichförmig geradliniger Bewegung beizubehalten.
Es muss also Kraft aufgewendet werden um eine Masse zu beschleunigen.
Zwei Massen bewegen sich zwar auf ihren gemeinnsamen Schwerpunkt zu,
aber in deinem Beispiel kann man beruhigt annehmen, die Kugel falle zur Erde und nicht umgekehrt.
Nun wirkt natürlich auf die Eisenkugel eine größere Gravitationskraft als auf die Feder.
Andererseits muss aber auch eine größere Kraft aufgebracht werden, um die Kugel zu beschleunigen.
F=mxa,
Beide Kräfte heben sich dergestalt auf, das beide, Kugel wie Feder, mit der gleichen Beschleunigung zu Boden fallen.

In der ART wird der Vorgang natürlich gänzlich anders beschrieben.
Hier stellt die Gravitation keine Kraft, sondern die Raumzeitgeometrie dar.
Masse krümmt die Raumzeit, und die Raumzeit zeigt der Masse, wie sie sich zu bewegen hat.
Der freie Fall ist hier ein kräftefreier Zustand und bedeutet keine Beschleunigung, sondern ist dem Schwebezustand äquivalent.
Daher auch die Formulierung:
"Ein im Orbit befindlicher Satellit fällt um die Erde herum".

Gruß
0kotombro0k

Gnom schrieb in Beitrag Nr. 2377-3:

Stimmt es, dass die Massenanziehungskraft eine dauerhaft entstehende Energie erzeugt, die ohne Massenverlust erklärt werden kann?

Nee!

Gruß
okotombrok

Hallo Okotombrok,

das Standardmodell der Physik benötigt Dunkle Energie. Stimmt das?
Dunkle Energie und Energieerhaltungssatz… passt das zusammen?

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2377-5:

Hallo Harti,
Zu deiner Frage unter dem Gesichtspunkt der klassischen Mechanik kann ich sagen,
dass es zunächst nicht um die Fallgeschwindigkeit geht, sondern um die Fallbeschleunigung.

Beschleunigung bedeutet Geschwindigkeitszunahme (Fallgeschwindigkeitszunahme) pro Zeiteinheit… ist das richtig?
Gibt es (im physikalischen Sinn) eine Beschleunigung ohne Geschwindigkeitszunahme?
Die negative Beschleunigung bedingt eine Geschwindigkeitsabnahme.
Beide Begriffe Beschleunigung und Geschwindigkeit bilden eine untrennbare Einheit.

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2377-5:

Der freie Fall ist hier ein kräftefreier Zustand und bedeutet keine Beschleunigung, sondern ist dem Schwebezustand äquivalent.
Daher auch die Formulierung:
"Ein im Orbit befindlicher Satellit fällt um die Erde herum“.

Und E = mc² gilt dann nur theoretisch und beschreibt dabei einen Schwebezustand?
Darf man das so verstehen?

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2377-6:

Nee!

Ist das Standardmodell mit der Realität in Einklang zu bringen?

Oder einfacher: Woher kommt die seltsame Energie, die Masse beschleunigt?
Woher kommt die seltsame Energie, die Massen gleich schnell fallen lässt?


Gruß

Gnom

Hallo Freunde,


Gravitation wirkt wie ein „Hintergrund Magnet“, vielleicht ist die Raumzeit sowas wie ein Magnet. An Raum und Zeit „klebt“ die Materie (Energie), sonst könnte es nicht existieren.
Dieser „Klebkraft“ wird von der Masse bestimmt.
Also, Raumzeit ist einen "speziellen Magnet", es nützt die Kraft etwas Anderes um als eigen zu verkaufen(Gravitation). Ein „Parasit Magnet“, so zusagen.
Eine andere Sichtweise wäre, Gravitation „verbrennt“ Material(Energie). Wenn man sich die Millennium Simulation anschaut dann „brennt“ in die Mulden der Gravitation. Also, ein „Parasit Magnet“ der in Mulden seiner Felder Material „verbrennt“ mit der Kraft des Materials selbst.

Und wir sind mitten drinnen in dieses Gewusel.:smiley1:


MfG H