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THEMA: Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften

Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 08:53 #59964

@Manfred

Wie geschrieben, ich halte auch nichts davon. Die Definition \( W = \int { F ds } \) ist die einzig sinnvolle. Und ich bin mir ziemlich sicher, die einzige die unter Physikern gängig ist. Ich hatte ja nur versucht, ein Argument von Thias vorweg zu nehmen... (Und habe dabei selbst kurz inkonsistent argumentiert.)

Zum frei fallenden Körper: Nach ART korrekt. Nach Newton wirkt auf ein Objekt, das auf die Erde fällt, die Schwerkraft. Und die verrichtet in diesem Fall dann Arbeit am Objekt.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 11:39 #59973

@Arakai
Zusammenfassung:

Wir sind uns einig dass die Erde keine Arbeit am Mond leistet solange sich der Mond auf einer Kreisbahn befindet.
Der Meinungsunterschied ergab sich für die ellptische Bahn auf der der Mond sich ein wenig von der Erde entfernt. Für diesen Teil sagt Du, dass nach Newton Arbeit geleistet wird, die beim Annähern wieder ausgeglichen wird, so dass das Kreisintegral der Arbeit Null bleibt.

Nach ART wird nirgendwo auf der Bahn Arbeit geleistet, da der Mond kräftefrei ist.

Edit: Der Newtonsche Ansatz ergibt sich aus der Auftrennung der Arbeit in Bewegungsarbeit und Hubarbeit, wenn man nur die Bewegungsarbeit betrachtet.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 12:25 #59976

@Manfred

Ich denke nicht. dass wir überhaupt einen Meinungsunterschied haben. Die einzige Stelle, aus der man das ableiten könnte, habe ich doch klargestellt (oder dies zumindest versucht...;))

Thias argumentiert nach meinem Verständnis so, dass zwischendurch Arbeit geleistet wird (fälschlicherweise schreibt er aber, dass diese durch die Erde geleistet werde, und das ist schlicht falsch, und zwar nach jeder möglichen Interpretation...). Das ist aber schon per Definition falsch, da die Gravitation eine konservative Kraft ist.

Aber darüber hinaus denke ich ebenfalls (wie du), dass tatsächlich nie Arbeit geleistet wird, da die Gesamtenergie sich nicht ändert (das war die - versuchte - Klarstellung...).

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 12:42 #59977

Vieleicht sollte man "Arbeit" dort lassen wo es herkommt -- aus der Mechanik.
Arbeit und Energie haben die selben Einheiten, So wie ich das verstehe steht Arbeit für die Menge an Energie die bei einem Prozess umgesetzt (bzw. übertragen) wird. Aber bringt einen das irgendwie bezüglich Gravitation und anderen Kräften weiter?

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 12:57 #59980

Sobald eine Kraft wirkt, kann diese auch Arbeit leisten. Das gilt auch für die Gravitation / Schwerkraft.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 15:11 #59995

...und wenn die Kraft die Arbeit nicht leisten kann, ist es potentielle Arbeit/Energie...oder?

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 15:41 #59998

Arrakai schrieb: Zum frei fallenden Körper: Nach ART korrekt. Nach Newton wirkt auf ein Objekt, das auf die Erde fällt, die Schwerkraft. Und die verrichtet in diesem Fall dann Arbeit am Objekt.

Newton schreibt der Schwerkraft keine Energiequelle zu. Man kann nur gegen die Schwerkraft arbeiten. Das kann man ja auch nicht mit dem freien Fall vergleichen.

Wenn etwas fällt, bleibt es energetisch neutral, die Energie wird umgewandelt.

Wenn Du etwas hebst, änderst Du ja nur die potentielle Energie und nicht die kinetische.

Beim Wurf fügst Du kinetische Energie hinzu, die beim Aufprall wieder frei wird. Der Flug verläuft hingegen energetisch neutral, die Schwerkraft liefert gar keine Energie.

Subjektiv mag es so aussehen, darum ist sie ja eine Scheinkraft, ebenso wie Trägheit- und Zentrifugalkraft. Das hat zwar erst Einstein so klar formuliert, aber vorher nannte man es "konservative" Kraft. Dabei wird in der Energiebilanz nur ein Teilaspekt betrachtet, zB nur die kinetische oder nur die potentielle Energie.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 17:17 #60007

ra-raisch schrieb: Newton schreibt der Schwerkraft keine Energiequelle zu. Man kann nur gegen die Schwerkraft arbeiten. Das kann man ja auch nicht mit dem freien Fall vergleichen.


Ein Objekt kann natürlich nur gegen die Schwerkraft arbeiten, aber darum geht es hier ja nicht.

Bei der Bewegung von Objekten in einem Gravitationsfeld, egal ob durch äußere Einflüsse oder durch die Schwerkraft selbst verursacht, wird Arbeit verrichtet. Bei der Schwerkraft natürlich abgesehen von dem Bewegungsanteil, der senkrecht zu den Feldlinien steht. Im Bild der klassischen Mechanik muss man daher zwischen Hubarbeit und Beschleunigungsarbeit unterscheiden.

Was genau ist jetzt noch mal das Problem? Stehe auf dem Schlauch...

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 18:59 #60018

Arrakai schrieb: oder durch die Schwerkraft selbst verursacht, wird Arbeit verrichtet.

Nein, die Schwerkraft verübt keine Arbeit.
Nur Du verübst Arbeit, wenn Du im Gravitationsfeld etwas anhebst.
ΔWHub=F⋅Δh=m⋅g⋅Δh
www.leifiphysik.de/mechanik/gravitations...-im-gravitationsfeld (mit ∇g = 0)
(Dieser Berechnung liegt zu Grunde, dass sich der Betrag der Gravitationskraft längs des Weges nicht ändert, was im homogenen Bereich gegeben ist.) ...naja näherungsweise eben, das war nicht unser Problem.

Wenn etwas herunterfällt, ändert sich die Energie nicht. Arbeit für nichts? Brotlose Kunst ...

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 19:09 #60020

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb: oder durch die Schwerkraft selbst verursacht, wird Arbeit verrichtet.

Nein, die Schwerkraft verübt keine Arbeit.
Nur Du verübst Arbeit, wenn Du im Gravitationsfeld etwas anhebst.
ΔWHub=F⋅Δh=m⋅g⋅Δh
www.leifiphysik.de/mechanik/gravitations...-im-gravitationsfeld (mit ∇g = 0)
(Dieser Berechnung liegt zu Grunde, dass sich der Betrag der Gravitationskraft längs des Weges nicht ändert, was im homogenen Bereich gegeben ist.)
...naja näherungsweise eben.

Wenn etwas herunterfällt, ändert sich die Energie nicht.


Wie du schon selbst schreibst, geht es in diesem Fall nur um die Hubarbeit. Und die, wie ebenfalls von mir angemerkt, verrichtet natürlich niemals die Schwerkraft.

Und nein, die Gesamtenergie ändert sich beim Fall auf die Erde nicht, aber dafür die kinetische. So, wie sich bei der Hubarbeit die potentielle Energie erhöht, erhöht sich bei der Beschleunigungsarbeit WB[/sub] die kinetische Energie. Die Schwerkraft verrichtet hier im klassischen Sinne also ebenfalls Arbeit, eben jene Beschleunigungsarbeit (WB = Ekin).

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 19:13 #60021

Arrakai schrieb: So, wie sich bei der Hubarbeit die potentielle Energie erhöht, erhöht sich bei der Beschleunigungsarbeit WB die kinetische Energie.

Das ist richtig, aber bei der gravitativen Beschleunigung ändert sich nicht nur die kinetische Energie sondern auch die potentielle und zwar exakt im umgekehrten Sinne , die Summe bleibt immer gleich (ΔE=Δ(T+V)=0), im Gegensatz zu normaler Beschleunigung (Wurf ΔT>0, ΔV=0) und zu normalem Heben (ΔV>0, Δt=0) oder Senken (V<0).

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 19:16 #60022

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb: So, wie sich bei der Hubarbeit die potentielle Energie erhöht, erhöht sich bei der Beschleunigungsarbeit WB die kinetische Energie.

Das ist richtig, aber bei der gravitativen Beschleunigung ändert sich nicht nur die kinetische Energie sondern auch die potentielle und zwar exakt im umgekehrten Sinne , die Summe bleibt immer gleich (ΔE=0), im Gegensatz zu normaler Beschleunigung (Wurf ΔT>0) und zu normalem Heben (ΔV>0) oder Senken (V<0).


Einzig, das spielt für die Beschleunigungsarbeit keine Rolle, da diese der kinetischen Energie entspricht. Egal, wie sich dabei die potentielle Energie verändert.

Aber wie ich bereits Manfred geantwortet habe, ich halte von dieser Definition von Arbeit ebenfalls nichts. Sie ist mir irgendwie suspekt. Dennoch kann man nicht so ohne Weiteres sagen, dass die Schwerkraft keine Arbeit verrichtet.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 19:21 #60024

Arrakai schrieb: Aber wie bereits Manfred geantwortet, ich halte von dieser Definition von Arbeit nichts.

Sie ist auch falsch.

E=F·s bedarf einer echten Kraft, keiner Scheinkraft, für (konservative=) Scheinkräfte gilt dies nur für einen Teilaspekt der Energie.

ΔT = |g|·m·h
ΔV = -|g|·m·h

Bei normaler Beschleunigung ist das anders:

ΔT = |a|·m·s
ΔV = 0

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 20:06 #60030

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb: Aber wie bereits Manfred geantwortet, ich halte von dieser Definition von Arbeit nichts.

Sie ist auch falsch.

E=F·s bedarf einer echten Kraft, keiner Scheinkraft, für (konservative=) Scheinkräfte gilt dies nur für einen Teilaspekt der Energie.

ΔT = |g|·m·h
ΔV = -|g|·m·h

Bei normaler Beschleunigung ist das anders:

ΔT = |a|·m·s
ΔV = 0


Die Schwerkraft ist in der klassischen Mechanik keine Scheinkraft. Und bei einer Beschleunigung aus der Ruhe gilt \( E_{kin} = \frac {1}{2} mv^2 = W_B \). Ich habe den Eindruck, du verwechselst da was...

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 20:22 #60032

Arrakai schrieb: Die Schwerkraft ist in der klassischen Mechanik keine Scheinkraft.

Sie ist eine konservative "Kraft", das ist dasselbe wie wir heute wissen.

Arrakai schrieb: Und bei einer Beschleunigung aus der Ruhe gilt \( E_{kin} = \frac {1}{2} mv^2 = W_B \). Ich habe den Eindruck, du verwechselst da was...

Wo genau ist jetzt da die Beschleunigung a in der Formel?
v = a*t/2 ist mir bekannt, bringt uns hier aber nicht weiter.
Ich denke, Dir ist klar, dass meine Berechnung weiter oben richtig war?

also muss wohl gelten v = ²(2a*s)......finde ich zwar nirgends...ah ja doch v=²(2g*h)

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 20:30 #60034

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb: Und bei einer Beschleunigung aus der Ruhe gilt \( E_{kin} = \frac {1}{2} mv^2 = W_B \). Ich habe den Eindruck, du verwechselst da was...

Wo genau ist jetzt da die Beschleunigung a in der Formel?

Arakai meint, dass bei Beschleunigung von Null Arbeit und die enstehende kinetische Energie das Gleiche sind..

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 20:33 #60036

Manfred S schrieb: Arakai meint, dass bei Beschleunigung von Null Arbeit und die enstehende kinetische Energie das Gleiche sind..

Das war eigentlich das, was ich gesagt hatte.
Was soll daran auch besonders sein.

a) Wenn dann die Geschwindigkeit v durch Beschleunigung a erzeugt wurde (T/m=a·s), kommt aber die Gravitation erst ins Spiel. (Wurf) und bremst den Flug bei Erhöhung des Potentials (V/m=g·h) bis zum Scheitelpunkt, beim Aufprall unten wird diese Wurfenergie (T/m=g·h) wieder frei.
b) Wenn aber die Geschwindigkeit v=²(2g·h) durch die Gravitation g erzeugt wurde, wurde dabei gleichzeitig das Potential über die Höhendifferenz h=Δr verändert. (freier Fall)
(ΔV+ΔT)/m = v²/2+g·Δr = g·h - g·h = 0

Das Gravitationsfeld sieht dabei (energetisch) tatenlos zu, es zwingt lediglich zu dieser Energie-Transformation, siehe Lagrange....

Und wer meint, dass die potentielle Energie dem Feld zuzuschreiben ist, dem sei gesagt, dass der Rest der Welt diese potentielle Energie allein dem fraglichen Teilchen zuschreibt.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 21:49 #60045

Darf ich hier mal eine Frage reinstellen?

Wenn ich die Sonne von jetzt auf gleich (instant) weg nehmen würde, würde der Raum dann eigentlich in die andere Richtung schwingen und unsere Erde dadurch einen Schubs bekommen oder "flacht" der Raum dann einfach ab? Ich meine nicht das die Erde dann einfach in den Raum abdriftet sondern einen kleinen Schub bekommt weil der Raum dann statt fallend, hebend wirken würde? Wie bei einer Eisenstange die man biegt und dann loslässt, schwingt sie ja auch in die andere Richtung bis sie zur ruhe kommt?

Wenn dem so ist, würde der flache Raum ohne Masse der normal Zustand sein? Oder denke ich da zu sehr in 3 Dimensionen?

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 02 Nov 2019 23:26 #60052

Subrahmanyan,

du bist auf der richtigen Spur, will sagen, deine Überlegungen kommen dem Thema näher.

Der Unterschied zwischen Newton und Einstein ist der, dass Newton den Kraftbegriff eingeführt hat und Einstein die Gravitation rein geometrisch beschrieben hat und damit den Feld- oder Potentialbegriff als Grundlage seiner Beschreibung der Gravitation zugrundegelegt hat.
In Einsteins ART - Welt gibt es keine Kräfte mehr.
Die Erde übt keine Kraft auf den Mond aus und umgekehrt. Die Sonne nicht auf die Planeten und umgekehrt.
Die Massen verändern die Geometrie der Raumzeit und die Bahnen der Himmelskörper folgen Geodäten, also den kürzesten Verbindungen zwischen zwei Punkten in einem gekrümmten Raum (lassen wir mal die Zeit weg, um die Vorstellung nicht allzusehr zu strapazieren).

Demnach haben wir es also nur mit Massen und als Folge ihrer Existenz mit geometrischen Verformungen des Raumes zu tun.
Die Drehimpulserhaltung sorgt für die Bewegung.

Also keine Kräfte in dieser Vorstellung!

Thomas
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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 00:49 #60058

ra-raisch schrieb:

Manfred S schrieb: Arakai meint, dass bei Beschleunigung von Null Arbeit und die enstehende kinetische Energie das Gleiche sind..

Das war eigentlich das, was ich gesagt hatte.
Was soll daran auch besonders sein.


Mensch, Rainer. Ich weiß gar nicht, gegen was du dich so sträubst. Das ist doch einfach eine Frage der Definition, und über Definitionen kann man nun mal nicht streiten. Nimm eine beliebige Formelsammlung oder eine Suchmaschine und schau dir halt mal an, wie Beschleunigungsarbeit definiert ist. Zum Beispiel kannst du hier nachlesen, was ich bereits geschrieben hatte:
de.wikipedia.org/wiki/Arbeit_(Physik)#Beispiele

Die Beschleunigung muss dafür gar nicht explizit in der Formel auftauchen. Weshalb auch? Es geht nur um die Zunahme der kinetischen Energie, und die berechnet sich in der klassischen Mechanik nun mal so, wie von mir angegeben:
de.wikipedia.org/wiki/Kinetische_Energie

Wobei natürlich trotzdem auch v = at gilt, so schwer ist das eigentlich auch nicht. Alles in allem ergibt sich bei einem lotrechten Fall auf die Erde also:

\( W_B = Fs = am \frac{1}{2} at^2 = m \frac{1}{2} (at)^2 = m \frac{1}{2} v^2 = T \)

D.h. die gesamte bei der Beschleunigung geleistete Arbeit wird zu kinetischer Energie.

ra-raisch schrieb: Das Gravitationsfeld sieht dabei (energetisch) tatenlos zu, es zwingt lediglich zu dieser Energie-Transformation, siehe Lagrange....


Aber es sieht bei Newton eben nicht kräftefrei zu.

ra-raisch schrieb: Und wer meint, dass die potentielle Energie dem Feld zuzuschreiben ist, dem sei gesagt, dass der Rest der Welt diese potentielle Energie allein dem fraglichen Teilchen zuschreibt.


Wer sollte das hier wohl meinen?

Der Rest der Welt teilt im Übrigen auch die Definition der kinetischen Energie und der Beschleunigungsarbeit in der klassischen Mechanik inkl. Schwerkraft nach Newton.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 00:58 #60059

Arrakai schrieb: Aber es sieht bei Newton eben nicht kräftefrei zu.

Doch, sehr wohl, Newton kennt das Potential und die potentielle Energie. Ob er die Gravitation eine Kraft nennt oder nicht, es war ihm schon klar, dass die Massen keine Energie produzieren.

wiki:
Arbeit, die an einem ruhenden Körper der Masse m verrichtet werden muss, um ihn im homogenen Schwerefeld mit Erdbeschleunigung g um die Hubhöhe h zu heben

Genau wie ich es in meinem Beispiel auch gesagt habe. Der freie Fall gehört jedoch nicht dazu. Hierbei hast Du immer zwei Effekte gleichzeitig: Potential und Kinetik werden gegenläufig verändert, die Energie ändert sich in Summe nicht, wie auch, es kommt ja nichts dazu. Auch nicht, wenn Du nur einen Aspekt allein betrachtest, denn Du weißt ja, dass der andere Effekt die Energie liefert bzw verbraucht.

Aber ich habe es ja schon vorher gut erklärt, besser kann ich es nicht formulieren, keine Ahnung wo Du aussteigst.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 00:58 #60060

Danke für die sehr plausible und vereinfachte Erklärung zwischen Einstein und Newton! Das ist sehr erleuchtend - THX. @Thomas

Ihr armen Physiker, ganz ehrlich bei jeder neuen Antwort habe ich 10 neue Fragen. Da brennen die Synapsen im Kopf das könnt ihr euch nicht vorstellen:-)

Wenn Masse den Raum krümmt müsste sie ihn nicht dann auch Global von alleine expandieren lassen?
Es scheint ja eine Verbindung/Korrelation zwischen der Masse und dem existierenden Raum in dem es sich befindet zu geben.
Wenn Gas irgendwann zu einem Planeten zusammenfällt, ist dann nicht die Bildung von dichterer Masse / Planeten direkt für die Expansion des Raums zuständig? So ein wenig wie Masse im Wasser die verdrängt ja auch das Wasser und lässt es expandieren obwohl kein neues Wasser dazu kommt. Die Sterne spucken ja immer mehr schwere Teile aus, komprimieren also die Masse und verdichten sie, somit müsste ja der Raum um diese immer mehr gekrümmt sein was wiederum bedeutet das je älter das Universum ist, es auch größer wird. Wofür braucht man dann die dunkle Energie in den Berechnungen, wegen der Dichte?

Ich lasse die anderen Fragen in meinem Kopf mal lieber weg, das sprudelt gerade so alles raus:-)

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 01:03 #60061

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb: Aber es sieht bei Newton eben nicht kräftefrei zu.

Doch, sehr wohl, Newton kennt das Potential und die potentielle Energie.

wiki:
Arbeit, die an einem ruhenden Körper der Masse m verrichtet werden muss, um ihn im homogenen Schwerefeld mit Erdbeschleunigung g um die Hubhöhe h zu heben

Genau wie ich es gesagt habe. Der freie Fall gehört jedoch nicht dazu. Hierbei hast Du immer zwei Effekte gleichzeitig: Potential und Kinetik werden gegenläufig verändert, die Energie ändert sich in Summe nicht, wie auch, es kommt ja nichts dazu.


Hast du mal nachgelesen? Bzgl. Arbeit durch Gravitation:

In the absence of other forces, gravity results in a constant downward acceleration of every freely moving object. Near Earth's surface the acceleration due to gravity is g = 9.8 m⋅s−2 and the gravitational force on an object of mass m is Fg = mg. […]
If an object is displaced upwards or downwards a vertical distance y2 − y1, the work W done on the object […]
Notice that the work done by gravity depends only on the vertical movement of the object.


en.wikipedia.org/wiki/Work_(physics)

In die eine vertikale Richtung ist es Hubarbeit, in die andere Beschleunigungsarbeit. Ganz unabhängig davon, dass ich diese Sicht nicht gut finde und auch auf die Energie / das Potential abstellen würde. Aber das ändert nichts an den Definitionen.

PS.: Wer hat jemals behauptet, dass es nach Newton keine potentielle Energie geben soll?!

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 01:15 #60062

Arrakai schrieb:

Notice that the work done by gravity depends only on the vertical movement of the object.

Tja, das ist eine schlampige Formulierung, Dir ist schon klar, dass der Text keinen freien Fall sondern Arbeit gegen die Gravitation beschreibt?

Aber wenn Du über Wasserkraftwerke etc liest, wird das sicher auch so formuliert werden, weil die potentielle Energie insoweit ja vollkommen uninteressant ist. Aber in Wahrheit verrichtet die Gravitation natürlich keine Arbeit. Das Gleiche wirst Du bei Scheinkräften wie Zentrifugalkraft lesen können. Sie wird üblich häufig wie eine normale Kraft behandelt. Das beweist gar nichts und ist auch keine Definition sondern vereinfachende Sprache. Vor allem sagt es nichts darüber aus, woher die Energie stammt.

Hast Du Dir mal diesen Satz auf der Zunge zergehen lassen:

where Fg is weight (pounds in imperial units, and newtons in SI units)

Wenn schon auf verschiedene ("and"?) Maßsysteme hingewiesen werden soll, dann wäre "poundforce" richtig gewesen.

Ich denke, das ganze Kapitel wurde von der Höhlenwand eines Steinzeitmenschen abgeschrieben .....

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 01:34 #60063

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb:

Notice that the work done by gravity depends only on the vertical movement of the object.

Tja, das ist eine schlampige Formulierung, Dir ist schon klar, dass der Text keinen freien Fall sondern Arbeit gegen die Gravitation beschreibt?

Aber wenn Du über Wasserkraftwerke etc liest, wird das sicher auch so formuliert werden, weil die potentielle Energie insoweit ja vollkommen uninteressant ist. Aber in Wahrheit verrichtet die Gravitation natürlich keine Arbeit. Das Gleiche wirst Du bei Scheinkräften wie Zentrifugalkraft lesen können. Sie wird üblich häufig wie eine normale Kraft behandelt. Das beweist gar nichts und ist auch keine Definition sondern vereinfachende Sprache. Vor allem sagt es nichts darüber aus, woher die Energie stammt.


Ich fürchte, du hast nicht sonderlich genau gelesen. Der Text beschreibt Arbeit „nach oben“ und „nach unten“. Es ist kaum möglich, dass beides „Arbeit gegen die Gravitation“ sein soll. Der freie Fall ist ebenfalls ein „displacement“, und zwar nach unten, in diesem Fall nur durch Wirken der Schwerkraft. Und dieses Zitat als schlampig formuliert zu bezeichnen - nun ja, wenn du meinst. Aber du bist sicher, dass die deutsche Wiki akkurat ist?

Und bzgl.. Definition: Jetzt lies doch einfach mal die Definition zur Beschleunigungsarbeit:

Beschleunigungsarbeit: Eine Masse m wird auf eine Geschwindigkeit v beschleunigt und dabei seine kinetische Energie um ΔEkin geändert


Du pickst dir einen Teil aus der klassischen Mechanik raus, der zu deiner Argumentation passt (Hubkraft). Ignorierst andere Teile komplett (Beschleunigungskraft). Und rührst alles noch mal mit ein Wenig ART zusammen (Gravitation als Scheinkraft).

Und das schlimmste: Es geht hier nur um eine eh „veraltete“ Definition. Wie es physikalisch richtig geht, darüber sind wir doch alle einig. (Richtig im Sinne von elegant, im Sinne der ART.)

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 01:56 #60066

Arrakai schrieb: Und das schlimmste: Es geht hier nur um eine eh „veraltete“ Definition. Wie es physikalisch richtig geht, darüber sind wir doch alle einig. (Richtig im Sinne von elegant, im Sinne der ART.)

Das ist nicht "elegant" sondern die Bezeichnung als Gravitations"kraft" ist einfach nur bildlich, wie auch bei der Zentrifugalkraft etc. Natürlich kann man auch aus der Zentrifugalkraft Energie gewinnen, aber kein Mensch käme auf die Idee, dass diese Energie aus der Zentrifuge stammt..... außer man formuliert es anolg den Bildern, die "aus dem" Fernseher kommen .... das ist natürlich oft eine Frage des Blickwinkels.

Nein, mir geht es um die Klarstellung, dass das Gravitationsfeld auch nach Newton keine Energie erzeugt. Die Energie wird gewandelt, ganz egal wie man sich vereinfachend im konkreten Fall ausdrücken mag. So wie die Batterie Energie produziert, tut sie natürlich nicht, sondern sie gibt nur die gespeicherte Energie ab, umgewandelt aus chemischer Energie etc.

Bei einer Beschleunigung mittels externer Kraft, ist ja klar dass die Energie zugeführt wird, und genau so ist es beim Gravitationsfeld eben nicht.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 09:20 #60070

@Rainer

Ich habe nie behauptet, dass die Schwerkraft Energie erzeugt. Zeige mir bitte die Stelle. Wenn du allerdings sagst, die Gravitation sei nach Newton eine Scheinkraft, dann bringst du das mit der ART durcheinander. Ansonsten:

Nach Newton tauschen zwei Massen (vom Betrag her gleich große) Schwerkraft über das Gravitationsfeld aus (Actio/Reactio). Dabei handelt es sich um eine instantane Fernwirkung ohne Ausbreitungsgeschwindigkeit, die immer anziehend wirkt. Es handelt sich um eine echte Kraft. Das Feld ist ein Potential, die Arbeit wird mittels der potentiellen Energie der beteiligten Massen geleistet. Diese wird in kinetische Energie umwandelt. Wenn gegen die Schwerkraft Arbeit verrichtet wird, dann erhöht sich die potenzielle Energie (Hubarbeit). Wenn die Schwerkraft Arbeit am Objekt verrichtet, dann erhöht sich die kinetische Energie (Beschleunigungsarbeit). Die Gesamtenergie bleibt bei der Beschleunigung immer dieselbe, es handelt sich um eine konservative Kraft.

Das sind die Grundlagen der klassischen Mechanik. Etwas anderes habe ich nicht behauptet, und mehr kann ich dazu jetzt auch nicht mehr sagen.

Edit: Änderung oben kursiv. Bei der Arbeit gegen die Schwerkraft muss natürlich zusätzliche Energie investiert werden.

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 12:19 #60088

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Arrakai schrieb: @Rainer
... Wenn du allerdings sagst, die Gravitation sei nach Newton eine Scheinkraft, dann bringst du das mit der ART durcheinander.

Hi Arrakai,
Glaube ich nicht. Wenn ich recht verstehe, sind in der Kl. Mechanik Scheinkräfte wie die fiktive Trägheitskraft der Preis dafür, dass man Newton's IS-Gesetze auf falsche Bezugssysteme (Nicht-Inertialsysteme) beziehen will. Nach Newton sind wahre Kräfte nur die, die das 3. Axiom erfüllen. Zentrifugal- und Coriolis-Kräfte gehören nicht dazu.

Nach der Allgemeine Relativitätstheorie ist das Gravitationsfeld rein geometrisch zu verstehen und kann beim Wechsel des Bezugssystems von einer Transformation zum Verschwinden gebracht werden, weshalb sie ebenfalls zu den Scheinkräften gehört, obwohl sie das 3. Newton-Gesetz erfüllt.

Die Frage ist: wenn diese fiktiven Kräfte Scheinkräfte genannt werden, warum sie dann eine so reale messbare Auswirkung haben und ob nicht der Formalismus mehr ein Scheinformalismus ist?

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 14:02 #60112

Hallo Cosma,

Cosma schrieb:

Arrakai schrieb: @Rainer
... Wenn du allerdings sagst, die Gravitation sei nach Newton eine Scheinkraft, dann bringst du das mit der ART durcheinander.

Glaube ich nicht. Wenn ich recht verstehe, sind in der Kl. Mechanik Scheinkräfte wie die fiktive Trägheitskraft der Preis dafür, dass man Newton's IS-Gesetze auf falsche Bezugssysteme (Nicht-Inertialsysteme) beziehen will. Nach Newton sind wahre Kräfte nur die, die das 3. Axiom erfüllen. Zentrifugal- und Coriolis-Kräfte gehören nicht dazu.


Die Schwerkraft erfüllt das 3. Newton‘sche Axiom allerdings (s. oben, Actio/Reactio). Genau deshalb ist sie aus Sicht der klassischen Mechanik auch eine echte Kraft. Im Gegensatz zur Trägheit, die eben keine Wechselwirkung ist. Diese ist der Widerstand eines Objekts gegen die Änderung seines Bewegungszustandes. Es gibt keine Kraft, die irgendwohin zurückwirkt. Dasselbe gilt für die Zentrifugal- und Coriolis-Kraft. Diese resultieren allerdings nicht aus einer kräftefreier Bewegung, sondern aus einer Beschleunigung. Den Scheinkräften nach Newton ist in der Tat gemein, dass sie nur im Bezugssystem des Objektes selbst existieren. Das ist mangels Wechselwirkung ja unmittelbar einsichtig.

Cosma schrieb: Nach der Allgemeine Relativitätstheorie ist das Gravitationsfeld rein geometrisch zu verstehen und kann beim Wechsel des Bezugssystems von einer Transformation zum Verschwinden gebracht werden, weshalb sie ebenfalls zu den Scheinkräften gehört, obwohl sie das 3. Newton-Gesetz erfüllt.


Für die ART ist das korrekt, dein eigenes Bezugssystem ist immer ein Ruhesystem und der Fall entlang einer Geodäten ist grundsätzlich kräftefrei. Das hat aber nichts damit zu tun, wie Newton den Mechanismus erklärt hat...

Cosma schrieb: Die Frage ist: wenn diese fiktiven Kräfte Scheinkräfte genannt werden, warum sie dann eine so reale messbare Auswirkung haben und ob nicht der Formalismus mehr ein Scheinformalismus ist?


Verstehe ich ehrlich gesagt nicht...

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Unterschied zw. Gravitationskraft und anderen Kräften 03 Nov 2019 15:24 #60123

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Hi Arrakai,

Arrakai schrieb: Für die ART ist das korrekt, dein eigenes Bezugssystem ist immer ein Ruhesystem und der Fall entlang einer Geodäten ist grundsätzlich kräftefrei. Das hat aber nichts damit zu tun, wie Newton den Mechanismus erklärt hat...

Ich wollte damit nur sagen, dass es in beiden Systemen Scheinkräfte gibt.

Verstehe ich ehrlich gesagt nicht...

Naja, Newtons System ist ja nicht perfekt: wenn die selbst gestellte Anforderung F12 = - F21 bzgl. der Trägheitskräfte nicht erfüllt wird, dann stimmt entweder mit der Kraft was nicht oder mit der Anforderung – hat wahrsch. mit der Begrenzung auf IS zu tun(?).

Und: obwohl Newton (und Leibniz) die Infini.Rechnung erfunden hat, hat er sie in seinen „Prinzipia…“ nicht verwendet; wenn er es getan hätte, wäre wohl nicht auszuschließen gewesen, dass er auf die Begriffe Vektor (und Tensor?) gestoßen wäre und bemerkt hätte, dass die Gravitation kein Skalar ist (?). Wenn er in diesem Fall mit Leibniz (zB hins. des Raumes) zusammengearbeitet hätte, statt mit ihm herumzustreiten, wäre vielleicht so etwas wie eine ART-ähnliche Theorie herausgekommen.

Klar, ist spekulativ! Aber es wäre doch mal interessant herauszufinden, ob es sich so verhält. Wie weit kommt man mit Newton'scher Physik + Infini-Rechnung in Richtung ART, bis zur Friedmann-Glg.?

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