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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 17:46 #21209

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badhofer,
ich gebe es auf. Da hätte ich mir die Links und Erklärungen alle sparen können. Du weigerst dich beharrlich, allgemein anerkanntes Wissen zu akzeptieren. Das ist keine Grundlage für eine weitere Diskussion für mich.

Reisender,
du irrst in fundamentalen Dingen. Natürlich wird die potenzielle Energie eines hochgehobenen Körpers als Masse gespeichert, genauso wie bei der gespannten Feder oder dem aufgeheizten Metallblock oder der geladenen Batterie.
Genauso hast du die Kräfte auf einem im Orbit um die Erde fallenden Satelliten noch nicht verstanden. Ein Gegenstand auf der ISS wird eine leichte Drift erfahren, so wie ich das in einem Beitrag beschrieben habe. Nagle mich nicht fest, wie stark der Effekt ist, aber es geht ums Prinzip. Wir hatten hier vor über einem Jahr sogar einen eigenen Thread dazu mit der Frage, was ein Heliumballon auf der ISS macht.

Das größte Glück und den tiefsten Sinn erfahren wir, wenn unser Sehnen, Suchen und Finden in einem einzigen Augenblick zeitgleich präsent sind. Der nächste Augenblick ist dann nur noch schnödes Haben. (Cyborg, am Innufer, 14. April 2018)

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 18:39 #21211

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 18:55 #21214

Cyborg schrieb: Reisender,
du irrst in fundamentalen Dingen. Natürlich wird die potenzielle Energie eines hochgehobenen Körpers als Masse gespeichert, genauso wie bei der gespannten Feder oder dem aufgeheizten Metallblock oder der geladenen Batterie.


Für dich sind diese Energieformen absolut identisch?

Denk noch mal nach, da kann was nicht stimmen, denn die Feder wird schwerer, weil sie eine potenzielle Kraft gespeichert hat, ebenso die Batterie.

Inwiefern jetzt jemand den Stein so verformt haben sollte, dass er diese Energie irgendwann mal abgeben könnte, entzieht sich meiner Kenntnis.

Wenn der losgelassen wird, fällt der einfach runter in Richtung des Schwerezentrums der Erde, wenn er nicht durch andere Gegenstände, die dazwischen liegen, aufgehalten wird.

Die Feder fällt auch runter, völlig egal, ob sie gespannt war oder nicht, ebenso die Batterie, auch eine leere Batterie fällt, weil der Gewichtsunterschied zwischen leer (ungespannt) und voll (gespannt) so minimal ist, dass er kaum gemessen werden kann, aber er ist da.

Dem Stein wohnt außer seinem Gewicht (nur bemerkbar im Einflussbereich großer Massen) nur seine Masse inne, Batterie und Feder haben zusätzlich eine in ihnen selbst gespeicherte Energie, die der Stein nicht hat.


Grüße
Udo

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 20:34 #21221

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Für dich sind diese Energieformen absolut identisch?

Nee, dann bräuchte man nur eine Bezeichnung und die gibt es ja E N E R G I E -
aber die einzelnen Energieformen lassen sich mit unterschiedlichen "Verlusten" (Wärmeabgabe an die Umwelt) umwandeln, es wird nichts erzeugt und es geht, unter'm Strich, im kosmischen Maßstab des gesamten Universums nichts verloren, egal in welchen "Proportionen" Energie Gesamt und Masse Gesamt "vergeben" sind...

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 21:30 #21232

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badhofer, Udo,
noch mal, weil es zum Haare ausraufen ist:
Solange ihr Begriffe wie Schwere, Masse oder gar Kraft nicht trennt, kommt ihr in Teufelsküche.
Udo schrieb:

Denk noch mal nach, da kann was nicht stimmen, denn die Feder wird schwerer, weil sie eine potenzielle Kraft gespeichert hat, ebenso die Batterie.

Da haben wir den Unsinn schon. Die Feder speichert die Energie und nicht die Kraft. Erst beim Entspannen wirkt die Kraft dann wieder längs einer Strecke, was bekanntermaßen ja Arbeit bwz. Energie ist. Während die Feder gespannt ist, ist so eben auch um das entsprechende Massenäquivalent schwerer, die der gespeicherten Energie entspricht.
Nicht anders beim Stein, der hochgeworfen wird. Die dazu nötige Energie, die z.B. von einem Katapult kommt, liegt ganz zu Beginn des Abwurfes als kinetische Energie des Steins vor. Beim Hochsteigen wird er langsamer und Ekin geht über in Epot. In dem Moment, wo der Stein für einen Moment still steht, ist alles in Epot umgelagert und im Stein gespeichert in Form von zusätzlicher Masse, die bei einem 1kg Stein, der 10 meter hochgeworfen wird, so klein ist, dass sie keine Waage der Welt wohl messen kann (rechnet selber einfach 1 kg x 10m/s2 x 10m = 100 Joule und das gemäß m = E/c2 umgerechnet). Dann fällt er zurück und wandelt wieder Epot in Ekin um.
Oder wir würden gedanklich einen Stein senkrecht auf 8000 Kilometer über den Erdmittelpunkt hochjagen (also ca. 1600km über der Erdoberfläche). Wieder würde die Masse zunehmen, aber die Rechnung wird komplizierter, weil die Erdbeschleunigung mit zunehmender Höhe abnimmt.
Ganz anderes sieht es aus, wenn wir darüber reden, wie SCHWER der Stein in 8000 km Höhe ist. Dort ist die Erdbeschleunigung bereits auf 6 m/s2 zurückgegangen. D.h. unser 1kg Stein wiegt dort nur noch 6 Newton und nicht die ca. 10 Newton wie am Boden (die Massenzunahme durch das Hochheben ist immer noch absolut vernachlässigbar)

Reisender schrieb:

Denn auf der ISS gibt es keine Schwerkraft.

Auch absolut falsch. Sie ist nur geringer als auf auf der Erdoberfläche, aber z.B. in 500 km Höhe, wo die rumgondeln immer noch bei ca. 8,5 m/s2. Sie fliegen aber eben genauso schnell, dass die Fliehkraft die Schwerkraft ausgleicht. Deshalb sind sie schwerelos und fallen beständig um die Erde.

Reisender schrieb:

Würde es gelingen sich auf der Erdoberfläche mit 11.2km/s geradeaus zu bewegen, dann würde die Zentrifugalkraft die Schwerkraft gerade ausgleichen.

Falsch. Das ist die Fluchtgeschwindigkeit, um dauerhaft das Schwerefeld der Erde zu verlassen. Du musst deine Gewichtskraft gleichsetzen mit der Fliehkraft, die du brauchst, um sie auszugleichen (das gleiche wieder wie bei der ISS).
FZf = m * v2 / r entspricht FG
Da sich die Masse rauskürzt kannst du somit rechnen (ich vernachlässige die Einheiten): 9,8 * 6371000 Meter (Erdradius) = v2
Daraus noch die Wurzel gezogen und du hast deine Geschwindigkeit von ca. 7,9 km/s. Wobei das natürlich eine Milchmädchenrechnung ist, denn der enorme Luftwiderstand würde dir einen ordentlichen Strich durch die Rechnung machen. Aber wenn du die Atmosphäre eliminierst und die Erde abschleifst, so dass du keine Begegnung der 3. Art mit Bergen hast, dann passt es. :)

Grüße Cyborg

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 22:09 #21235

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Ok, es gibt ein gutes Argument, welche die Lageenergie tatsächlich als echte Energie erscheinen lassen würde.

Zwischen 2 Kugeln befindet sich eine gespannte Feder. Mit dieser Situation ist es möglich, Arbeit zu leisten. Lässt man die Feder weg, kann mit den Kugeln keine Arbeit mehr geleistet werden. Lässt man die Kugeln weg, kann mit der Feder trotzdem noch Arbeit geleistet werden. Dies würde dagegen sprechen, dass Lageenergie Energie wäre. Aber, jetzt kommt das entscheidende: Mit 2 Planeten funktioniert das so nicht. Lässt man nämlich die 2 Kugeln (Planeten) weg, kann man trotzdem mit der Feder (Gravitation) keine Arbeit mehr leisten, denn die Feder (Gravitation) verschwindet mit den Kugeln (Planeten). So gesehen steckt die Fähigkeit, Arbeit zu leisten, nur sekundär in der Gravitation, primär jedoch in den Planeten. Wo denn nun bei 2 gleich großen Planeten der Energieunterschied ist, der letztendlich die Arbeit leistet, bleibt für mich jedoch offen, aber es wird ihn sicher geben.

Warum ich mich vehement dagegen wehre, ist, wenn die Lageenergie eine echte Energie ist und Energie wirklich lediglich Bewegung wäre, dann würde sich sofort erklären, was Gravitation ist, was Ladung ist und warum sich verschiedene Ladungen anziehen und möglicherweise würde sich auch erklären, warum gleiche Ladungen sich abstoßen. Und das erscheint mir einfach zu billig. So billig kann es nicht sein.

Beim letzten Film von Josef Gaßner habe ich folgendes Verstanden: In der Formel E=mc2 stecken auch Teilchen mit der Ruhemasse 0 , weil diese sich mit c bewegen. Folglich steckt im Gewicht der Masse auch Masse mit der Ruhemasse Null. Daraus folgt: Reine Bewegung erscheint in der Gesamtbilanz als Masse auf. Habe ich das so richtig verstanden? Könnte man da nicht schlussfolgern, dass nicht Masse anziehend wirkt, sondern Bewegung?
.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 22:55 #21236

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badhofer,
Masse und Energie sind nur 2 Münzen der gleiche Medaille. Beide bewirken Gravitation und werden von ihr beeinflusst.
Meine Schlussfolgerung kennst du aus dem Beitrag weiter oben. In letzter Konsequenz ist - so meine Deutung - alles Schwingung, mal mehr und mal weniger verdichtet. Anders ausgedrückt: Alles ist Prozess und ja, wenn man so will, somit verursacht Prozess neben vielen anderen Erscheinungen auch Anziehung bzw. Schwerkraft. Die Welt, das Leben, alles ist prozesshaftes Werden und Vergehen.
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Grüße Cyborg

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 23:23 #21238

Cyborg schrieb: du irrst in fundamentalen Dingen. Natürlich wird die potenzielle Energie eines hochgehobenen Körpers als Masse gespeichert, genauso wie bei der gespannten Feder oder dem aufgeheizten Metallblock oder der geladenen Batterie.

Anscheinend hast du mich falsch verstanden. Ich stelle gar nicht in Abrede, dass die Zufuhr potenzieller Energie zu einem System die Gesamtmasse des Systems erhöht.
Aber du hast gesagt, die zusätzliche Masse stecke im Stein. :pinch:

Cyborg schrieb: Genauso hast du die Kräfte auf einem im Orbit um die Erde fallenden Satelliten noch nicht verstanden.

Vorsicht vor voreiligen Schlüssen darüber, was ich verstanden habe und was nicht!

Deine Geschichte mit der leichten Drift steht zur Essenz meiner Aussage doch gar nicht im Widerspruch. Mir ging es darum, dass man ohne ein messbares Schwerefeld die potenzielle Energie nicht nutzbar machen kann.

Und das Schwerefeld ist auf der ISS nicht messbar, weil sie sich im freien Fall befindet. Gut, es mag vielleicht einen Gradienten geben. Der wäre schon messbar. Aber der Effekt ist so verschwindend gering, dass ich ihn ganz bewusst vernachlässigt habe. Das hätte ich wohl extra dazu sagen müssen...

Worum es mir nur geht ist, dass ich Badhofers Gedankenexperiment kommentieren wollte. Die Lageenergie, die der Stein vor dem Abheben des Labors auf der Erdoberfläche gewonnen hatte, kann auf der ISS nämlich tatsächlich nicht mehr so nutzbar gemacht werden, wie sie das auf der Erdoberfläche könnte: Es ist nicht möglich den Stein im Weltraum an eine Rolle Garn zu binden mit der Rolle beispielsweise einen Generator antreiben.

Und warum nicht?
-> Weil die Energie eben gerade nicht, wie von dir angedeutet, als zusätzliche Masse im Stein steckt.

Du schreibst ja:

Cyborg schrieb: Nicht anders beim Stein, der hochgeworfen wird. Die dazu nötige Energie, die z.B. von einem Katapult kommt, liegt ganz zu Beginn des Abwurfes als kinetische Energie des Steins vor. Beim Hochsteigen wird er langsamer und Ekin geht über in Epot. In dem Moment, wo der Stein für einen Moment still steht, ist alles in Epot umgelagert und im Stein gespeichert in Form von zusätzlicher Masse, die...


Hier bist du wohl einer umgangssprachlichen Formulierung deines Physiklehrers aufgesessen: Schon die Anschauung, die kinetische Energie stecke im Stein, ist irreführend. Tatsächlich ist der Impuls, also auch die kinetische Energie, ja abhängig vom Bezugssystem, und das ist frei wählbar. Tatsächlich steckt die (kinetische und potenzielle) Energie also wohl "irgendwo" im Gesamtsystem Stein-Erde. Zu einem kleinen Teil natürlich auch im System Stein-Sonne, Stein-Mond, Stein-ISS, und Stein-"alleAnderenObjekteImUniversum".

Physiker würden sagen: Die Energie (und damit auch deren Massenäquivalent) steckt im Feld.

Und NICHT im Stein!

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 25 10. 2017 23:43 #21239

In der Formel E=mc2 stecken auch Teilchen mit der Ruhemasse 0 , weil diese sich mit c bewegen. Folglich steckt im Gewicht der Masse auch Masse mit der Ruhemasse Null. Daraus folgt: Reine Bewegung erscheint in der Gesamtbilanz als Masse auf.
"Teilchen der Ruhemasse 0" ist eine abgekürzte Redeweise. Gemeint sind Photonen, also elektromagnetische Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten (im Vakuum c). Die Energie dieser Welle hängt von der Frequenz dieser Welle ab. Alle Photonen bewegen sich mit c, trotzdem haben sie unterschiedliche Energien. Diese Energie kann man natürlich - mittels Einsteins Formel - als relativistische Masse beschreiben, die zB von einem Gravitationsfeld in der Bahn abgelenkt wird.
Die Bezeichnung "Ruhemasse 0" kann man als Warnzeichen auffassen, diese Äquivalenz der Energie mit Masse mit einem Masse-Teilchen zu verwechseln. Denn man kann ein Photon nicht "abbremsen" oder gar "anhalten", denn es besteht ja darin, dass elektrische und magnetische Felder sich gegenseitig induzieren. Ein Photon ist eben kein Teilchen, dass man auf Lichtgeschwindigkeit gebracht hat. "Ruhemasse 0 " heißt: 0 Teilchen, Null nix, gar nichts, kein Teilchen, kein gar nichts, nada..
"Ruhemasse 0" heißt also, dass man das mit ruhender Masse nicht gleichsetzen sollte. Und nur, wenn auch Licht da ist, gibt es dieses Photon. So lange ein ruhender Körper kein Licht ausstrahlt oder in sich Licht herumflitzen hat (wie in der Sonne zB) gibt es da auch nichts mit der Ruhemasse Null, nicht anders, wenn im Vakuum kein Lichtteilchen herumschwirrt, dann sagt man auch nicht:, "Ah! Im Vakuum ist 0 Ruhemasse und das heißt, im Vakuum steckt Masse mit der Ruhemasse Null!"
Dann würde man dem Nichts, weil es 0 Masse hat, einfach so Licht andichten.
Oder mal von der rechnerischen Seite aus gesagt: Von einer Masse kann man beliebig oft 0 Masse abziehen, es bleibt die gleiche Masse. Dadurch, dass Du 0 abziehst (egal, wie oft), hast Du also noch gar nichts über die Masse ausgesagt, die kannst Du damit also nicht wegerklären und auch nicht in irgendetwas mit Geschwindigkeit ersetzen.
Allerdings geschehen solche Umwandlungen: Vollständig, wenn Materie- und Antimaterie-Teichen wechselwirken und ein Photon entsteht (so ist wohl die Hintergrundstrahlung entstanden), teilweise zB bei Kernfusionen. Und zum Glück hast Du keinen Zauberstab, um solche Umwandlungen einfach so herbei zu führen. Die Vorstellung, dass 1 g Masse in Deutschland in Bewegungsenergie umgewandelt würde, lässt mein Herz schneller rasen. Also bitte, bitte! auch nicht nur daran denken, die Masse der gesamten Erde in Bewegungsenergie umzusetzen! Das wäre ein gigantisches kosmisches Feuerwerk, das unsere Sonne alt aussehen ließe. Dann lese ich lieber alle Romane von Stephen King in einer Nacht als mir dies für einen Augenblick vorzustellen. Es reicht, wenn das mit läppischen paar Millionen Tonnen in der Sonne geschieht. Für solche Vorgänge ist das gut, das mit der Formel Einsteins berechnen zu können und für viele andere Vorgänge, wo diese Berechnung Sinn und Berechtigung hat. Aber nicht als Spekulation darüber, dass da, wo ein Gleichheitszeichen in einer Formel steht, dass das dann auch immer so geschieht und verwirklicht ist. Zum Glück ist unser Weltall - bei aller Dramatik - doch wesentlich konservativer eingestellt.

Wer meint, er habe etwas erkannt, der weiß noch nicht, wie man erkennen soll.
1. Brief des Paulus an die Korinther 8, 2

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 13:40 #21264

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Ok, Lageenergie ist Energie.
Ein Objekt, welches höher liegt, beinhaltet deshalb auch mehr Energie als ein tiefer liegendes, ist jedoch leichter als ein tieferliegendes. Laut E=mc2 ist es aber umgekehrt. Je schwerer, desto mehr Energieinhalt, je leichter, desto weniger.
Wo liegt der Fehler?
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 15:32 #21266

Lieber Badhofer,

Nochmal: Nicht das Objekt besitzt durch seine Lage mehr Energie, sondern das System. Das System besteht aus Objekten und einem Massezentrum. Je weiter ein Objekt vom Massezentrum entfernt ist, desto schwächer ist die Anziehungskraft.

Der "Fehler", wenn du so willst, liegt also darin, dass wir die Stärke der Anziehungskraft, die zwischen einem Objekt und dem Massezentrum wirkt, als Maß für die Ruhemasse des Objekts akzeptieren. Und das ist nicht nur deshalb falsch, weil die Schwerkraft vom Ort abhängt, sondern vor allem auch deswegen, weil die kinetische und potenzielle Energie, die im System steckt, eben *nicht* zur Ruhemasse des Objekts beiträgt.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 16:03 #21273

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Im Falle des höherliegenden Objektes wirkt die Kraft über einen längeren Weg auf das Objekt, wählt man den Bezugspunkt unterhalb der beiden Objekte. Deswegen ist auch die Arbeit grösser, die die Kraft an dem Objekt verrichten kann, denn die Arbeit ist nun mal die Kraft aufintegriert über den Weg entlang dem sie wirkt.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 17:43 #21278

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Reisender,
ich habe dich genau immer dort zitiert, wo deine Aussagen schlicht und ergreifend falsch waren. Ein Stein ruht nun mal nicht auf der ISS, auch wenn die Drift oberhalb und unterhalb des Schwerpunkts der ISS minimal ist. Hier geht es eben um das prinzipielle Verständnis der Zusammenhänge.
Warum bist du z.B. nicht auf meine Korrektur deiner Aussage mit den 11,2km/s als Umlaufgeschw. am Erdboden eingegangen? Ich denke, du weißt schon warum.
Und Leute, noch mal, ihr könnt vielleicht im Fußball so gut sein, dass ihr Mats Hummels nass macht und Manuel Neuer den Ball locker durch die Beine schieben könnt, aber an Onkel Albert kommt keiner vorbei.
badhofer schrieb:

Ein Objekt, welches höher liegt, beinhaltet deshalb auch mehr Energie als ein tiefer liegendes, ist jedoch leichter als ein tieferliegendes. Laut E=mc2 ist es aber umgekehrt. Je schwerer, desto mehr Energieinhalt, je leichter, desto weniger.
Wo liegt der Fehler?

Weil du immer den gleichen unausrottbaren Fehler machst und Masse und Schwere verwechselst. E=m*c2 ist nur die reine Umrechnung von Masse in Energie und die sind ÄQUIVALENT, zum tausendsten Male!
So wie es wurscht ist, ob ihr eure Frau Mausi, Püppi, Helga oder sonstwie nennt und es immer die gleiche Frau ist, so egal ist es in radikaler Konsequenz, ob ihr von Lageenergie, Hubarbeit, potenzieller Energie sprecht oder eben von Joule, kg oder eV. Masse und Energie sind 2 Seiten der gleichen Medaille.
Reisender schrieb:

Hier bist du wohl einer umgangssprachlichen Formulierung deines Physiklehrers aufgesessen: Schon die Anschauung, die kinetische Energie stecke im Stein, ist irreführend. Tatsächlich ist der Impuls, also auch die kinetische Energie, ja abhängig vom Bezugssystem, und das ist frei wählbar. Tatsächlich steckt die (kinetische und potenzielle) Energie also wohl "irgendwo" im Gesamtsystem Stein-Erde. Zu einem kleinen Teil natürlich auch im System Stein-Sonne, Stein-Mond, Stein-ISS, und Stein-"alleAnderenObjekteImUniversum".
Physiker würden sagen: Die Energie (und damit auch deren Massenäquivalent) steckt im Feld.
Und NICHT im Stein!

Sehr wissenschaftlich, die Aussage, dass die Energie "irgendwo" steckt. Du kannst dich drehen und winden, wie du willst, es hilft dir nichts, weil die Hubarbeit eines hochgehobenen Steins, der in höherer Lage ruht, nun mal in ihm selber steckt als Massenäquivalent. Würdest du seine Masse bestimmen, wäre sie minimal höher, denn die zugeführte Energie lässt sich umrechnen in Masse nach m = E/c2.
badhofer, damit löst sich der Widerspruch auf, den dieser hochgehobene und somit minimal mehr Masse aufweisende Stein kann je nach der Abnahme der Erdbeschleunigung in dieser Höhe weniger schwer sein als am Boden.
Um diese unselige Diskussion um Tatsachen zu beenden, die seit 1905 bekannt sind, lest auch doch wirklich mal den Link zur Äquivalenz von Masse und Energie durch.
de.wikipedia.org/wiki/%C3%84quivalenz_von_Masse_und_Energie
An einer Stelle dort:

Albert Einstein leitete 1905 aus der von ihm kurz zuvor entwickelten speziellen Relativitätstheorie ab, dass die Masse m eines Körpers sich um m= E/c2 ändern muss, wenn der Körper die Energie E aufnimmt oder abgibt. [1] Er gewann dieses Resultat für den Fall, dass es sich beim Energieumsatz E um elektromagnetische Strahlung handelt. Als Erster erkannte er aber die Allgemeingültigkeit: Diese Äquivalenz muss auch für alle anderen möglichen Formen von Energieumsätzen gelten, und darüber hinaus[9] auch für die gesamte Ruheenergie und die gesamte Masse gemäß m= E/c2[/u][/b]
Damit war die Äquivalenz von Masse und Energie in eine umfassende Theorie, die spezielle Relativitätstheorie, eingebettet.

Ich weiß nicht, wie man das noch deutlicher sagen sollte. Der aufgeheizte Stein hat mehr Masse als der kalte. Die gespannte Feder mehr Masse als die entspannte und der hochgebobene Stein in Teufelsnamen eben auch mehr Masse als der untenliegende (badhofer, merkst was: Ich vermeide hier tunlichst zu sagen, er wäre oben schwerer!!)
Schön wäre es, wenn einer der alten Hasen im Forum hier im Thread mal das bestätigen könnte, denn anscheinend kann ich das noch tausend mal schreiben und jedesmal wieder wird nur Unsinn darauf geantwortet. Ich jedenfalls habe jetzt allmählich keine Lust mehr, immer wieder den selben Leuten hier allgemein anerkanntes und gesichertes phys. Wissen wie einer kranken Kuh ins Ohr zu flüstern.
Ich habe Verständnis, wenn über philosophische oder theologische Themen hin und her diskutiert wird, weil es dort Intepretationsspielräume gibt, aber nicht, wenn man sich weigert, gesichertes naturwissenschaftliches Wissen anzuerkennen.
Grüße Cyborg

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 21:26 #21287

Cyborg schrieb: Reisender,
ich habe dich genau immer dort zitiert, wo deine Aussagen schlicht und ergreifend falsch waren. Ein Stein ruht nun mal nicht auf der ISS, auch wenn die Drift oberhalb und unterhalb des Schwerpunkts der ISS minimal ist. Hier geht es eben um das prinzipielle Verständnis der Zusammenhänge.


Richtig, darum geht es mir auch. Und dein Argument, dass das Gravitationsfeld ja auch dann nicht komplett verschwindet, wenn sich ein mikroskopisches Objekt im freien Fall befindet, ist für das prinzipielle Verständnis der Zusammenhänge nunmal nicht relevant. Zumindest war es das für mein Argument nicht.

Cyborg schrieb: Warum bist du z.B. nicht auf meine Korrektur deiner Aussage mit den 11,2km/s als Umlaufgeschw. am Erdboden eingegangen? Ich denke, du weißt schon warum.

Du hattest mit deinem Einwand schon recht. Was hätte ich denn darauf noch weiter eingehen sollen?

Es liest sich ein bisschen, als wolltest du jetzt auf Teufelkommraus Streit mit mir anfangen.

Bitte bleiben lassen. Danke.

Cyborg schrieb: Reisender schrieb:

Physiker würden sagen: Die Energie (und damit auch deren Massenäquivalent) steckt im Feld.
Und NICHT im Stein!

Sehr wissenschaftlich, die Aussage, dass die Energie "irgendwo" steckt. Du kannst dich drehen und winden, wie du willst, es hilft dir nichts, weil die Hubarbeit eines hochgehobenen Steins, der in höherer Lage ruht, nun mal in ihm selber steckt als Massenäquivalent. Würdest du seine Masse bestimmen, wäre sie minimal höher, denn die zugeführte Energie lässt sich umrechnen in Masse nach m = E/c2.


Cyborg, du irrst dich in diesem Punkt. Wirklich.

Denk doch mal nach. Wenn du Stein und Erde vertauschst, was passiert dann? Du hebst also jetzt die Erde vom Stein aus an. Wächst dann auf einmal die potenzielle Energie der Erde statt der vom Stein, oder wie stellst du dir das vor?

Führt die Zufuhr potenzieller Energie dann etwa immer beim leichteren der beiden Objekte zu einer Massenzunahme? Oder ist es immer halbe-halbe, bei drei Objekten dann 1/3 für jedes? Oder geht es vielleicht nach der Anzahl Elementarteilchen? Oder spielt auch noch die Ladung eine Rolle? Oder verteilt sich der Zuwachs an potenzieller Energie nicht doch vielleicht anteilig nach den Massen, und steckt somit im G-Feld?


Überleg dir deine nächste Antwort gut, denn sie wird zu früheren Aussagen von dir, die du in einer nur schwer erträglichen Überheblichkeit hier verteidigt hast, im Widerspruch stehen.

Liebe Grüße
Reisender

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 21:52 #21288

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Ich denke auch nicht, dass die Arbeit, die einem Körper zugeführt wird um ihn in einem Gravitationsfeld von Punkt 1 nach Punkt 2 zu bringen zu einer Massenzunahme bei dem betrachteten Körper führt, denn diese Arbeit geht ja nicht in die innere Energie des Körpers ein und nach meinem Wissen bewirkt eine Änderung der innerern Energie eine Massenänderung.
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 22:26 #21289

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Reisender schrieb:

Es liest sich ein bisschen, als wolltest du jetzt auf Teufelkommraus Streit mit mir anfangen.
Bitte bleiben lassen. Danke.

Nein, keine Sorge, darum geht es mir nicht. Ich gestehe aber freimütig, dass ich genervt war, weil ich den Eindruck hatte, dass du deine meiner Meinung nach falschen Aussagen kaschieren wolltest. Falls ich dir da Unrecht getan habe, dann entschuldige.
Auf dein realitätsfremdes Beispiel mit dem hochheben der Erde gehe ich im Detail nicht ein, aber das Gesetz würde auch dort gelten. Energie geht nicht verloren und wird im Falle des aufgehobenen Steines, des heißen Steines, der gespannten Feder bzw. der geladenen Batterie als Masse gespeichert. Wie anders interpretierst du sonst die Stelle, die ich im Beitrag 21278 reinkopiert habe mit den Schlussfolgerungen Einsteins? Das gilt immer, selbst dann, wenn die Umstände noch so realitätsfremd konstruiert werden, wie in deinem Beispiel der hochgehobenen Erde.
Noch mal ein Auszug aus dem Wiki-Link zu M-E-Äquivalenz:

Eine Änderung der inneren Energie eines Systems bedeutet daher auch eine Änderung seiner Masse. Durch den großen konstanten Umrechnungsfaktor c2 gehen Energieumsätze, wie sie im Alltag typisch sind, mit nur kleinen, kaum messbaren Änderungen der Masse einher. So erhöht sich die Masse einer typischen Autobatterie durch die in ihr gespeicherte elektrische Energie um nur 40 ng.

Auch vor einigen Wochen wurde da bereits heftig von einigen hier im Forum bestritten, dass sich die Masse der Batterie beim Laden erhöht und es wurde mit Potenzialunterschieden und dergleichen argumentiert. Warum soll die geleistete Arbeit bzw. Energie nicht auch als Masse gespeichert sein, also zu einer Änderung bzw. Zunahme der inneren Energie des hochgehobenen Steins führen? Wo wäre sie denn sonst hingekommen? Es gibt keine Ausnahmen. Ich sehe nicht, wo ich mich da irren sollte.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 22:31 #21291

Rupert schrieb: Ich denke auch nicht, dass die Arbeit, die einem Körper zugeführt wird um ihn einem Gravitationsfeld von Punkt 1 nach Punkt 2 zu bringen zu einer Massenzunahme bei dem betrachteten Körper führt, denn diese Arbeit geht ja nicht in die innere Energie des Körpers ein und nach meinem Wissen bewirkt eine Änderung der inneren Energie eine Massenänderung.

Genauso ist das. E=mc2 bezieht sich rein auf die Trägheit der Masse, nicht auf dessen Schwere. Eine geladene Batterie ist nicht nur schwerer, sondern auch träger, was bei einer Masse, dessen Lage sich im Schwerefeld ändert, nicht der Fall ist. Die Trägheit bleibt gleich, ob sie sich jetzt auf Seehöhe befindet oder 10.000 km über der Erde. Die Schwere ändert sich.

Meiner Meinung nach ist die Schwere einer Masse wie ein Schatten. Ich gehe, im Hintergrund die Sonne, auf einer Straße. Vor mir mein Schatten. Ich und mein Schatten sind Äquivalent. Mein Schatten hängt jedoch vom Kraftfeld ab (in diesem Fall die Sonne) Scheint sie mehr, ist mein Schatten schwerer (auf die Gravitation bezogen), scheint die Sonne weniger, wird der Schatten leichter. Ich bleibe aber immer gleich träge, egal, wie die Sonne scheint. Fazit: Die Schwerheit der Masse existiert nicht, sie ist nur der Schatten der Trägheit im Gravitationsfeld, deshalb auch äquivalent zur Trägheit.
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Cyborg schrieb: Der aufgeheizte Stein hat mehr Masse als der kalte. Die gespannte Feder mehr Masse als die entspannte und der hochgebobene Stein in Teufelsnamen eben auch mehr Masse als der untenliegende.

Nein, ein hochgehobener Stein hat nicht mehr Masse als der untenliegende. Eine geladene Batterie ist schwerer + träger als eine entladene. Eine gespannte Feder ist schwerere + träger als eine entspannte. Aber ein hochgehobener Stein ist nur schwerer, aber nicht träger.
Ob die Lageenergie eine Energie ist, bleibt weiterhin offen.
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 22:36 #21292

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Ich verstehe ehrlich gesagt nicht, was Du immer mit der schweren und trägen Masse willst, komm ich nicht dahinter und es ist in diesem Falle, den ich beschrieb auch völlig unerheblich.
Massenzunahme passiert nur dann bei einem Körper, wenn sich dessen innere Energie ändert und das passiert nicht, wenn sich die Lage eines Körpers in einem Gravitationsfeld ändert.

Und nachwievor gilt eben eines: Potentielle Energie ist eine Energie gemäß der Definition in der Physik, auch wenn Du dauernd daran zweifelst und beharrlich ignorierst, was über die potentielle Energie, ihre Defintion und Erscheinungsform ganz banal nach der Lehre der Physik gesagt wird.

Auch sind schwere und träge Masse, in allen mir bekannten Fällen gleich und meines Wissens ist das auch durch Experimente und Messungen so bestätigt.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 22:45 #21295

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Rupert schrieb:

Massenzunahme passiert nur dann bei einem Körper, wenn sich dessen innere Energie ändert und das passiert nicht, wenn sich die Lage eines Körpers in einem Gravitationsfeld ändert.

Mir geht es ums Verständnis, nicht um das Rechtkriegen, auch wenn es vll. so aussah, weil ich auch schon etwas genervt zum Thema postete. Angenommen du hast Recht: Wo und wie wird dann die Energie gespeichert, die doch zweifellos aufgebracht werden musste, um einen Stein hochzuheben? Meines Erachtens kann sie nur im Stein stecken und so verrückt es im Grunde klingt, aber seine innere Energie bzw. Masse muss somit zugenommen haben. Wie soll ich die Konsequenzen der SRT sonst interpretieren? Wer hat sich da jetzt verrannt? Ich will es verstehen!

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 23:07 #21299

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Dass eine Zunahme der Masse nur bei Erhöhung der inneren Energie stattfindet habe ich zuerst einmal schlicht in einem Buch über Physik gelesen, bzw. in den Vorlesungen zu Physik in der Uni gehört. Ich nehme aber mal schwer an, das steht auch beispielsweise auf wikipedia. Jo, tut's: de.m.wikipedia.org/wiki/Äquivalenz_von_Masse_und_Energie "Eine Änderung der inneren Energie eines Systems bedeutet daher auch eine Änderung seiner Masse."
Zweitens leuchtet es mir ein, denn bei allem, was ich bisher über Energien las (und rechnen musste/durfte), leisten die potentielle und die kinetische Energie, die auf einen Körper wirken keinen Beitrag zur inneren Energie; so kennzeichnet die potentielle Energie eben, welches Maß an Arbeit verrichtet werden könnte, änderte der Körper seine Lage.
Wo diese potentielle Energie gespeichert wird, wie Du es ausdrückst, kann ich Dir so auch nicht mit Bestimmtheit sagen. Ich halte sie nur nicht für eine beschreibende Größe, die allein von dem Körper, hier seiner Masse, bestimmt ist sondern eben von der, ich nenne es mal, Konfiguration des Systems, dessen Bestandteil auch der Körper ist. Die Konfiguration wäre dann in diesem Falle bestimmt durch die Masse des Körpers, das Kraftfeld in dem er sich befindet und seine Lage in demselbigen.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 23:22 #21301

Also, ich misch mich da jetzt ungern ein.

Aber es gilt : Ekin = Epot

Wenn das Istgleichzeichen seine Berechtigung hat, dann muss die Ruhemasse plus Geschindigkeitsenergie im Falle von Ekin, wenn also die potentielle Energie frei wird und die Masse im Schwerefeld fällt, gleich der Ruhemasse plus der Lageenergie sein.

Die gespannte Feder ist tatsächlich schwerer als die entspannte, nicht nur im Schwerefeld, auch im schwerefreien Raum wäre die Summe aus Ruhemasse und sonstigen Energieanteilen für die gespannte Feder größer.

Und ein Stein mit potentieller Energie entspricht einer gespannten Feder.
Die Spannung entsteht zwischen seiner Lage und dem Schwerezentrum, also dem Potentialgefälle.
Also setzt sich hier die Gesamtenergie aus Ruhemassenenergie des Steins und Lageenergie des Steins zum Gravitationszentrum zusammen.
Betrachtet man den Stein allein ohne Bezug zum Gravitationszentrum, macht man einen Fehler.

VG
Thomas
Grüße
Thomas
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 23:26 #21302

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Genau das meinte ich :)
Nur den Stein zu betrachten ohne seine Lage und das umgebende Kraftfeld zu berücksichtigen, lässt was entscheidendes aus.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 23:27 #21303

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danke, Rupert, für deine Ausführungen. Das klingt schon auch wieder plausibel.
Wiki-Link zur inneren Energie:
de.wikipedia.org/wiki/Innere_Energie
Dort heißt es:

Bei nichtidealen Gasen, Flüssigkeiten und festen Stoffen zählt weiter die gegenseitige potenzielle Energie der Teilchen zur inneren Energie. In Gegenwart äußerer Felder (etwa Elektrisches Feld, Magnetfeld, Schwerefeld) wird oft auch diejenige potentielle Energie mit einbezogen, die die Teilchen bezogen auf einen relativ zum System fest definierten Punkt haben.

Das würde ich eher in meinem Sinne interpretieren.
Aber:

Die Energie, die sich aus der Bewegung oder aus der Lage des Gesamtsystems ergibt (z. B. kinetische Energie, Lageenergie), wird nicht zur inneren Energie gezählt und könnte ihr daher als äußere Energie gegenübergestellt werden.[2]

Das würde eher wieder für eure Deutung sprechen.
Der springende Punkt ist doch tatsächlich der, dass die geleistete Arbeit bzw. Energie, die beim Hochheben verrichtet werden muss, doch irgendwo sein muss. Du sagst ja auch selber, dass du dir da nicht sicher bist.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 26 10. 2017 23:55 #21305

Cyborg schrieb: Der springende Punkt ist doch tatsächlich der, dass die geleistete Arbeit bzw. Energie, die beim Hochheben verrichtet werden muss, doch irgendwo sein muss.


Lieber Cyborg,

das ist richtig, denn der Energieerhaltungssatz gilt ja.

Die Frage, wo die Energie sei, habe ich dir auch bereits beantwortet. Ich sagte: Sie steckt im Feld.

Du hattest gefragt, wo dein Denkfehler steckt. Das kann ich dir auch sagen: Der Fehler bestand darin, den Stein als abgeschlossenes System zu betrachten und die Zufuhr von Lageenergie als Zufluss von Energie zum System “Stein” darzustellen.

Auf mein weltfremdes Beispiel bist du leider nicht eingegangen, so dass du dich der Erkenntnis gerade nochmal entziehen konntest, aber Thomas hat es dann schon gut auf den Punkt gebracht: Das “System”, in dem die potentielle Energie gespeichert wird, ist das Inertialsystem, in dem die Hubarbeit verrichtet wird. Also das System aus Planet + Stein. Dieses System schwebt, wie auch die ISS, frei im All. Jede abstossene Kraft zwischen Planet und Stein entfernt also zwar diese beiden Objekte voneinander. Das Massezentrum bleibt aber am selben Ort.

Durch die geänderte Masseverteilung ist allerings die mittlere Feldstärke der Gravitation innerhalb des Systems nun ein wenig geringer. Dem Feld wurde also Energie zugeführt.

Und diese Energie ist natürlich mehr oder weniger nah an den Massebehafteten Teilchen lokalisiert, so dass man schon davon sprechen kann, dass die Energie zum Teil im Stein steckt. Aber eben nur zum Teil. Der weitaus größte Teil der Massenzunahme entfällt sebst bei dieser Betrachtungsweise auf den Planeten, weil er deutlich schwerer ist.

Aber es ist nicht so einfach. Die Energie verteilt sich nicht zu 100% im Planeten und im Stein; vielmehr verteilt sie sich entsprechend der Differenz des Gravitationspotenzials vorher vs. nachher. Der Raum zwischen den beiden Objekten nimmt also auch Energie auf.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 27 10. 2017 00:03 #21306

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@Thomas, du sagst dezidiert, dass ein Stein träger wird, wenn man ihn höher hebt und dadurch die Lageenergie auch in Einsteins Formel berücksichtigt ist. Ist das so richtig? Dann kann ich für mich die Frage nach der Lageenergie abhacken. Sie existiert tatsächlich, nämlich im Stein selbst. Kann man das so sagen?
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 27 10. 2017 00:07 #21308

Ich lese das nicht raus aus dem, was Thomas geschrieben hat.

Das System, dem Energie zugeführt wird, wird schwerer und damit auch träger.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 27 10. 2017 00:42 #21312

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@Reisender Natürlich wird nicht nur der Stein träger, sondern auch unserer Planet. Warum beide schwerer werden sollen, ist mir jetzt nicht klar. Der Stein wird doch leichter und damit die Erde auch? Und was sagt da das Relativitätsprinzip dazu? Es müsste doch egal sein, was man als ruhend und was man als bewegt ansieht. Sieht man den Stein als ruhend an und man hebt die Erde, muss man doch wesentlich mehr Energie zuführen. Ist das richtig?
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 27 10. 2017 01:19 #21314

Nein, es macht keinen Unterschied, ob du die Erde hebst oder den Stein. Denn der Stein übt so eine kleine Gravitation aus, dass es schon einen Klumpen von der Größe der Erde braucht, um eine Gewichtskraft von, sagen wir, 50 N auf die Waage zu bringen.

Wenn ich sage: “Das System wird schwerer”, dann heisst das, dass es danach die Sonne stärker anzieht. Das geschieht natürlich nur dann, wenn die Energie, die fürs Heben des Steins benötigt wird, von außen zugeführt wird. Und nicht etwa aus einer Batterie gezogen wird, die auf der Erde steht. Oder aus einer gespannten Feder. Wissenschon.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 27 10. 2017 11:16 #21329

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Naja, wenn ich hier einen Körper in München um 1m anhebe, dann wird doch aber nicht die dafür notwendige Arbeit von aussen, also von außerhalb des Systems "Erde-Körper-Rupert", dem Körper zugeführt.

Ich bleib dabei: Erklärungsversuche, die auf einen Unterschied in träger und schwerer Masse abzielen, treffen es nicht.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 27 10. 2017 11:55 #21334

Genau so ist es.

Weil die Energie fürs Anheben dem System Erde-Stein-Rupert entnommen wird, ergibt sich in der Bilanz keine Energieänderung, und auch die Masse des Systems bleibt gleich.

Käme die Energie z.B. in Form von Strahlung aus der Sonne, würde die Masse des Systems durch den Prozess minimal steigen.

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