Matroids Matheplanet Forum Index
Moderiert von fru
Physik » Relativitätstheorie » Noch ein Gedankenexperiment
Druckversion
Druckversion
Antworten
Antworten
Autor
Schule Noch ein Gedankenexperiment
mibe201067
Aktiv Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 11.06.2019
Mitteilungen: 66
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2020-04-17


Angenommen, eine futuristische Zivilisation hätte eine sehr große Scheibe konstruiert, etwa so groß wie das Sonnensystem und hätte entsprechend viel Energie, um sie rotieren zu lassen.
Die Drehachse sei in der Sonne (eigentlich aber nicht wichtig) und der Durchmesser ist auch nicht entscheidend, aber die Winkelgeschwindigkeit soll so klein sein, dass nicht unbedingt die Zentrifugalkraft allzu hoch sein soll, also erträglich. Auf der Scheibe soll ein fiktives Haus auf der Scheibe gebaut werden in dem man leben will.

Annahme: r = 1 Mrd. km --> U = 2*PI*1 Mrd. km = 6,28 Mrd. km.
Winkelgeschwindigkeit sei 1 Winkelminute/Zeit-Minute (scheint mir erträglich).
Am Rand der Scheibe wäre v = 6,28 Mrd. km/ (360*60) = knapp Lichtgeschwindigkeit. Bei etwas höherer Winkelgeschwindigkeit oder etwas höheren Durchmesser müsste am Rand die Geschwindigkeit v die Lichtgeschwindigkeit c übertreffen - mathematisch jedenfalls.

Unter der Berücksichtigung, dass c nach Einstein nicht übertreffen werden darf - was passiert mit dem fiktiven Haus in der Nähe des Randes, wo v > c ist?.
- Kann sich die Scheibe überhaupt so schnell drehen, dass die äußeren Bereiche die Lichtgeschwindigkeit übersteigen?
- Bei JA: Was erlebt der Bewohner in dem Haus? Schon bei c ist die Zeitverkürzung unendlich.
- Bei NEIN: Kann die Scheibe nur so schnell rotieren, dass sich auch die Objekte in der äußeren Zone nicht über c bewegen? Oder bricht die Scheibe auseinander? Oder kann sie sich gar nicht so schnell drehen - vielleicht, weil man mehr als unendliche Energie bräuchte, um die Scheibe so schnell drehen zu lassen und die Winkelgeschwindigkeit nur entsprechend weniger sein kann?




Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
MartinN
Aktiv Letzter Besuch: im letzten Monat
Dabei seit: 05.08.2016
Mitteilungen: 1198
Aus: Bayern
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2020-04-17


Sowas hab ich mich auch schonmal gefragt... Wobei ich an einen langen Stab dachte, den man im All rotieren lässt und dann sich überlegt wie schnell die Spitze ist. Meinetwegen kannst du auf der Spitze auch eine Ameis platzieren / quälen und gucken ob sie altert.


Interessant finde ich auch, wie aus Sicht des Drehenden der Stab sich 'krümmem' müsste. Wenn ich mich einmal gedreht habe, kann die Spitze des Stabes noch so weit entfernt sein, dass ich das Licht von vor der Drehung erhalte. Also sehe ich einen geraden Stab, der sich einmal um mich wickelt. Aber das hat ja nix mit der Geschwindigkeit am Stabende zu tun... Aber meine Vermutung war, dass er sich auch real krümmen wird (bzw für Außenstehende so aussehend), so dass die Spitze doch nicht schneller als c wird... Aber auch nur eine Vermutung xD



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
DrStupid
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 07.03.2011
Mitteilungen: 539
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, eingetragen 2020-04-17


2020-04-17 02:37 - mibe201067 im Themenstart schreibt:
- Kann sich die Scheibe überhaupt so schnell drehen, dass die äußeren Bereiche die Lichtgeschwindigkeit übersteigen?

Nein.

2020-04-17 02:37 - mibe201067 im Themenstart schreibt:
- Bei NEIN: Kann die Scheibe nur so schnell rotieren, dass sich auch die Objekte in der äußeren Zone nicht über c bewegen?

Nichts, was Ruhemasse hat kann sich mit c oder schneller bewegen. Die Scheibe kann sich also nur so schnell drehen, dass sich alles, was fest mit ihr verbunden ist, langsamer bewegt.

2020-04-17 02:37 - mibe201067 im Themenstart schreibt:
Oder bricht die Scheibe auseinander?

Natürlich würde jede reale Scheibe auseinander brechen, lange bevor sich der Rand relativistisch bewegt. Im Gedankenexperiment kann man sie aber so stabil machen, dass sie die Belastung aushält.

2020-04-17 02:37 - mibe201067 im Themenstart schreibt:
Oder kann sie sich gar nicht so schnell drehen - vielleicht, weil man mehr als unendliche Energie bräuchte, um die Scheibe so schnell drehen zu lassen und die Winkelgeschwindigkeit nur entsprechend weniger sein kann?

Ja, wenn irgend ein Teil der Scheibe sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, dann geht die kinetische Energie gegen unendlich. Das gleiche gilt für das Drehmoment, das notwendig ist, um die Scheibe weiter zu beschleunigen.



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
pzktupel
Aktiv Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 02.09.2017
Mitteilungen: 1459
Aus: Thüringen
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2020-04-17


Als Schüler hatte ich auch mal was änliches gedacht.

Glaube das war ein Durchmesser von paar hundert Km und eine Rotation von vielen 100U/min.

Das Ding wird nicht klappen, weil die Trägheit der Masse immernoch da ist. Es würde auseinanderbrechen.

Genauso könnte man einen sehr langen Stab bauen , 400000km lang und man zieht am Ende einer Seite. Wann wäre die Reaktion am anderem Ende des Stabes messbar. Als Gedanke, bei völliger Starrheit, demnach augenblicklich und somit >c in der Reaktion.


-----------------
Pech in der Liebe , Glück im Verlieren !!!



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
DrStupid
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 07.03.2011
Mitteilungen: 539
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, eingetragen 2020-04-17


2020-04-17 08:27 - pzktupel in Beitrag No. 3 schreibt:
Genauso könnte man einen sehr langen Stab bauen , 400000km lang und man zieht am Ende einer Seite. Wann wäre die Reaktion am anderem Ende des Stabes messbar. Als Gedanke, bei völliger Starrheit, demnach augenblicklich und somit >c in der Reaktion.

Das ist ein anderes Thema. Hier geht es nicht darum, wie schnell der Rand auf ein Drehmoment reagiert, das in der Mitte angreift. Wenn man sich mit der Beschleunigung beliebig viel Zeit lässt, dann spielt das keine Rolle. Die Lichtgeschwindigkeit wird auch dann nicht erreicht, wenn man wider besseren Wissens von völliger Starrheit ausgeht.



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
MartinN
Aktiv Letzter Besuch: im letzten Monat
Dabei seit: 05.08.2016
Mitteilungen: 1198
Aus: Bayern
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2020-04-17


Könnte man dann die erdrotation verlangsamen, wenn man einen stab ins Weltall schiebt, der mit der Erde verbunden ist? Deren Ende würde sich bei der aktuellen Geschwindigkeit ja c irgendwann annähern xD



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
traveller
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 08.04.2008
Mitteilungen: 2512
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, eingetragen 2020-04-17


Die rotierende Scheibe wurde seit der Gründung der SRT besprochen: Ehrenfestsches Paradoxon



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
Folgende Antworten hat der Fragesteller vermutlich noch nicht gesehen.
DrStupid
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 07.03.2011
Mitteilungen: 539
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, eingetragen 2020-04-18


2020-04-17 19:57 - MartinN in Beitrag No. 5 schreibt:
Könnte man dann die erdrotation verlangsamen, wenn man einen stab ins Weltall schiebt, der mit der Erde verbunden ist?

Ja. Tatsächlich braucht man dazu noch nicht einmal einen Stab der mit der Erde verbunden ist. Es genügt schon, dass der Mond weiter nach außen wandert.



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
Neues Thema [Neues Thema] Antworten [Antworten]    Druckversion [Druckversion]

 


Wechsel in ein anderes Forum:
 Suchen    
 
All logos and trademarks in this site are property of their respective owner. The comments are property of their posters, all the rest © 2001-2020 by Matroids Matheplanet
This web site was originally made with PHP-Nuke, a former web portal system written in PHP that seems no longer to be maintained nor supported. PHP-Nuke is Free Software released under the GNU/GPL license.
Ich distanziere mich von rechtswidrigen oder anstößigen Inhalten, die sich trotz aufmerksamer Prüfung hinter hier verwendeten Links verbergen mögen.
Lesen Sie die Nutzungsbedingungen, die Distanzierung, die Datenschutzerklärung und das Impressum.
[Seitenanfang]