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THEMA: Gravitative Massenzunahme

Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 08:28 #60450

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Das Äquivalenzprinzip beschreibt den Zusammenhang zwischen der trägen und der schweren Masse. Im Phsikunterricht wird gelernt, dass bei hoher Geschwindigkeit nur die träge Masse zunimmt. Wie ist das mit dem Äquivalenzprinzip vereinbar?
Wird die Gravitative Wirkung größer bei hohen Geschwindigkeiten? Wenn ja/nein warum?
Ich hoffe mir kann jemand helfen.

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Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 11:07 #60461

wimd schrieb: Im Phsikunterricht wird gelernt, dass bei hoher Geschwindigkeit nur die träge Masse zunimmt.

Gerade wegen des Äquivalenzprinzips wird nicht zwischen träger und schwerer Masse unterschieden. Unterschieden wird nur zwischen diesen, auch als Gesamtenergie oder relativistische Masse bezeichnet, und der Masse, die man früher oder auch zur Verdeutlichung auch als Ruhemasse bezeichnet. Die Ruhemasse ist invariant, nur ihr Energiegehalt kann sich ändern, während die Gesamtenergie aus dieser berechnet werden kann.
E = c²m·γ·σ
Der Gammafaktor γ berücksichtigt die (relative) kinetische Energie und der Shapirofaktor σ die potentielle Energie gegenüber dem Nullpotential in flacher Raumzeit. σ wird meist weggelassen, wenn der Beobachter sich auf dem gleichen Niveau befindet.

Bei der Ruhemasse wird allerdings häufig auch innere Energie wie zB thermische Energie zB bei Laborbedingungen mitgerechnet. Noch eindeutiger wäre es ja, diese auch insoweit zu bereinigen und die Ruhemasse zB beim absoluten Nullpunkt zu bestimmen bzw anzugeben.
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Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 11:23 #60463

wimd schrieb: Das Äquivalenzprinzip beschreibt den Zusammenhang zwischen der trägen und der schweren Masse. Im Phsikunterricht wird gelernt, dass bei hoher Geschwindigkeit nur die träge Masse zunimmt. Wie ist das mit dem Äquivalenzprinzip vereinbar?

Ein schönes Beispiel ist die Masse des Protons. Diese Masse (träge und schwere) wird wesentlich bestimmt durch die Geschwindigkeit der im Proton eingeschlossenen Quarks. Die sausen im Proton sehr schnell umher.
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Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 11:26 #60464

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Danke für die Antwort!
Habe ich es also richtig verstanden, dass bewegte Massen auch eine höhere gravitative Wirkung haben?
Also wenn sich 2 Neutronen nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen haben sie ja eine höhere relativistische Masse.
Wenn diese nun auch eine höhere gravitative Kraft nach dem Äquivalenzprinzip haben, ziehen sich die beiden Teichen auch stärker an?
Danke schon mal im Vorraus!

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Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 11:33 #60466

Ja, beschleunigte Teilchen krümmen die Raumzeit stärker und "ziehen sich [damit auch] ... stärker an" (was nicht ganz präzise formuliert ist, aber ich denke es ist klar, was gemeint ist).

Was aber auch wichtig ist: Die Bahn eines Teilchens ist von seiner Masse unabhängig. Es wird also bei gleichen Anfangsbedingungen und ohen Einwirkung einer Kraft außer der Gravitation (die an sich keine Kraft ist, aber sei's drum) immer den gleichen Weg durch die Raumzeit nehmen, egal wie groß seine Masse ist.

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Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 11:46 #60469

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Danke! Was ich mit meinen Beitrag meinte war ein Gedankenexperiment, dass ich mir gestellt habe.
Dieses Gedankenexperiment ist:
Ich zwei Neutronensträhle mit einen gewissen Abstand d.
Diese zwei Neutronen würden sich an einen gewissen Punkt bei einer spezifischen Geschwindigkeit treffen.
Wenn ich nun die Geschwindigkeit dieser 2 Neutronen auf annäherd Lichtgeschwindigkeit beschleunige (0,99999c) haben sie somit auch eine höhere gravitative Anziehung
Somit müssten sich die beiden Teilchen ja eigentlich "früher" treffen da die gravitative Wirkung größer wird.
Im Anhang befindet sich eine Schematische Darstellung von dem "Experiment", dass ich mir überlegt habe.
Ich hoffe sie können mir helfen es zu bestätigen bzw. meine Gedankenfehler aufzeigen.
Danke schon mal im Vorraus! [attachment=null]null[/attachment]

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Letzte Änderung: von wimd. Begründung: Anhang (Notfallmeldung) an den Administrator

Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 12:00 #60470

wimd schrieb: haben sie somit auch eine höhere gravitative Anziehung

Das ist zwar richtig, doch spielt die Gravitation bei Elementarteilchen praktisch keine Rolle, weil sowohl Gravitation als auch Masse und sogar die relativistische Masse so klein ist und die Ladungen deutlich höhere Auswirkung haben, im Ultranahbereich kommen dann noch andere Kräfte ins Spiel.
γ(0,999999) = ~1000

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Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 12:07 #60471

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Ja, dass ist mir bewusst, dass die Auswirkung sehr gering ist (1,065*10^(-65)) aber bei Neutronen ist keine Ladung vorhanden.
Mir ist es hierbei nur um das theoretische Verständis gegangen, da ich die Erklärung im Physikunterricht lückenhaft fand.
Vielleicht wenn sie Zeit haben könnten sie sich noch einmal mein "Gedankenexperiment" anschauen und erklären ob ich einen Fehler bei meiner Annahme habe.
Danke!

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Gravitative Massenzunahme 07 Nov 2019 12:09 #60472

Naja wie gesagt, das ist schon richtig.

Leider sehe ich keinen Anhang.....nee auch nicht beim Zitieren....

Man sollte den Anhang "in den Beitrag einfügen", früher erschien er dann zwar doppelt.
[attachment=null]null[/attachment]

nee, geht anscheinend gar nicht mehr, die Anhänge werden als temporäres BLOB behandelt und nicht mehr gespeichert.

...wir hatten hier vor nicht so langer Zeit ein Forenupdate, da ist wohl etwas schiefgegangen.

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