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THEMA: Ist Energie lediglich nur Bewegung?

Ist Energie lediglich nur Bewegung? 28 Sep 2017 15:24 #19772

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Ich verstehe bis heute noch nicht, was Du mit "Bewegung" meinst.
Es gibt z.B. den radioaktiven Zerfall, der passiert ohne dass man etwas "von aussen" dazu tun muss; dabei werden Heliumkerne emittiert oder Elektronen oder Photoen, etc. pp. je nachdem um welchen Zerfall es sich eben handelt. Alle diese Teilchen werden sich bewegen.

Ich würde auch, an Deiner Stelle, bevor ich mich in die Tiefen der Kern- und Quantenphysik begebe, mich dann eher z.B. mal mit den geschilderten, sichtbaren "Problemen" bei der gepannten Feder oder einem Körper in einem Gravitationsfeld beschäftigen um daran das Postulat "Energieerhaltung = Bewegungserhaltung" zu überprüfen.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 28 Sep 2017 23:11 #19813

Rupert schrieb: Ich verstehe bis heute noch nicht, was Du mit "Bewegung" meinst.
Es gibt z.B. den radioaktiven Zerfall, der passiert ohne dass man etwas "von aussen" dazu tun muss; dabei werden Heliumkerne emittiert oder Elektronen oder Photoen, etc. pp. je nachdem um welchen Zerfall es sich eben handelt. Alle diese Teilchen werden sich bewegen.

Die Frage, ob sich in einem geschlossenen System die Summe aller Bewegungen ohne Eingriff von Außen verändern kann, beinhaltet natürlich auch den radioaktiven Zerfall. Alles oder nichts!

Ich würde auch, an Deiner Stelle, bevor ich mich in die Tiefen der Kern- und Quantenphysik begebe, mich dann eher z.B. mal mit den geschilderten, sichtbaren "Problemen" bei der gepannten Feder oder einem Körper in einem Gravitationsfeld beschäftigen um daran das Postulat "Energieerhaltung = Bewegungserhaltung" zu überprüfen.

Das stimmt. Da bin ich gerade dabei. Die Schilderungen haben mich zumindest bis jetzt noch nicht überzeugt. Und es überrascht mich, wie wenige bereit sind, dazu etwas zu sagen, auch in anderen Foren. Will man sich da etwa nicht die Fingern verbrennen oder ist das Thema wirklich zu schwierig?

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 28 Sep 2017 23:26 #19814

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badhofer schrieb: (...)
Das stimmt. Da bin ich gerade dabei. Die Schilderungen haben mich zumindest bis jetzt noch nicht überzeugt. Und es überrascht mich, wie wenige bereit sind, dazu etwas zu sagen, auch in anderen Foren. Will man sich da etwa nicht die Fingern verbrennen oder ist das Thema wirklich zu schwierig?


Denke ich nicht; es ist schlicht Deine Aufgabe schlüssige Beweise für Deine Theorie zu liefern und die fehlen Dir halt komplett :)
Das werden nicht andere übernehmen.
Du musst andere von Deiner neuen Theorie überzeugen und es müssen nicht umgekehrt andere Dich überzeugen, dass naturwissenschaftlich etablierte und abgesicherte Kenntnisse gelten sollen.

Edit:
Noch als Hinweis am Rande, nicht, dass Du Dir jetzt zu viel Gedanken darüber machst, worüber sich schon Generationen von Physikern einig sind und was eine der fundamentalsten Aussagen in der Physik ist. Es gibt den Impuls, der beschreibt den Bewegungszustand eines Körpers, und der Impuls ist eine Erhaltungsgröße.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 29 Sep 2017 19:18 #19835

@Rupert
Na ja, die Überschrift „Ist Energie lediglich nur Bewegung“ deutet nicht auf eine Behauptung hin, bei der dann Beweise vorgelegt werden, sondern es ist eine Frage. Eine Frage beinhaltet, dass man keine Beweise für die Antwort hat, da man ja die Antwort auch nicht hat, sonst würde man nicht fragen.

Aber mal umgekehrt gefragt:
Kann man ausschließen, dass bei der Formel E=mc2 das c2 für die Summe aller Bewegungen einer Masse steht? Ist folgende Gleichung falsch aus der Formel E=mc2 abgeleitet?
E = m (kg) x 300T (km/sek) x 300T (km/sek)
In einem Kilogramm Masse beträgt die Summe aller Bewegungen 90 000 000 000 km pro Sekunde.
Ist das dezidiert falsch?
Ist mit c2 etwas anderes gemeint als km/sek ?


Quadratkilometer pro Sekunde kann wohl nicht gemeint sein, denn dann müsste es ja lauten: Quadratkilometer pro Quadratsekunde.
Was soll eine Quadratsekunde sein?
.
.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 29 Sep 2017 19:36 #19836

Mit c ist eine Naturkonstante gemeint, deren feste Größe man in Kilometer je Sekunde messen und angeben kann und die universell gilt.
(Im übrigen hoffe ich, dass du das Quadrat irgend einer physikalischen Größe bilden kannst)

Für die Umrechnung von Masse in Energie bildet c² einen Umrechnungsfaktor, so ähnlich wie es einen Umrechnungsfaktor von Dollar nach Euro gibt.
Viel mehr gibt es bei E=mc² nicht zu verstehen. Bei der Speziellen Relativitätstheorie hat man alles verstanden, wenn man die zugehörige Mathematik verstanden hat. Die Spezielle Relativitätstheorie ist so was wie ne Bewußtseinserweiterung. Im Umgang mit ihr, vor allem ihrer Mathematik, gewöhnt man sich an sie. Man entwickelt ein Gefühl für ihre Zusammenhänge, so dass man letztendlich glaubt, sie verstanden zu haben.

Leicht beieinander wohnen die Gedanken. Doch hart im Raume stoßen sich die Sachen. Schiller, Wallenstein

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 30 Sep 2017 03:57 #19848

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badhofer schrieb: @Rupert
Na ja, die Überschrift „Ist Energie lediglich nur Bewegung“ deutet nicht auf eine Behauptung hin, bei der dann Beweise vorgelegt werden, sondern es ist eine Frage. Eine Frage beinhaltet, dass man keine Beweise für die Antwort hat, da man ja die Antwort auch nicht hat, sonst würde man nicht fragen.

Aber mal umgekehrt gefragt:
Kann man ausschließen, dass bei der Formel E=mc2 das c2 für die Summe aller Bewegungen einer Masse steht? Ist folgende Gleichung falsch aus der Formel E=mc2 abgeleitet?
E = m (kg) x 300T (km/sek) x 300T (km/sek)
In einem Kilogramm Masse beträgt die Summe aller Bewegungen 90 000 000 000 km pro Sekunde.
Ist das dezidiert falsch?
Ist mit c2 etwas anderes gemeint als km/sek ?


Quadratkilometer pro Sekunde kann wohl nicht gemeint sein, denn dann müsste es ja lauten: Quadratkilometer pro Quadratsekunde.
Was soll eine Quadratsekunde sein?
.
.


Herzlichen Glückwunsch da im Abseits; hab Spass!

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 30 Sep 2017 10:11 #19852

Tja, badhofer, ich fürchte Rupert hat Recht.
Ingeborg Bachmann, eine große Literatin, sagte mal treffend: "Die Wahrheit ist den Menschen zumutbar!"
Deine philosophischen Anregungen sind ja immer ganz interessant. Aber deine physikalischen Überlegungen hier im Thread führen auch meines Erachtens zu nichts.
Schöne Grüße Cyborg

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? 30 Sep 2017 17:29 #19860

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Ok, dann bringe ich die vorhergehenden Beiträge, die nicht von mir stammen, folgend auf den Punkt:

c ist eine Naturkonstante, deren feste Größe man in Kilometer je Sekunde messen und angeben kann und die universell ist (allgemein bekannt unter der Bezeichnung „Lichtgeschwindigkeit“, die man unabhängig vom Bezugssystem immer als feste Größe in Kilometer je Sekunde messen kann.

In der Formel E=mc2 ist c2 ist ein Umrechnungsfaktor (9x10 hoch 10) der mit der Lichtgeschwindigkeit nichts zu tun hat, lediglich die Wurzel aus c2 ergibt rein zufällig die Lichtgeschwindigkeit. Mit Geschwindigkeit und Bewegung das Lichtes hat das c von c2 jedoch nichts zu tun.

1 x direkt und 3 x indirekt wurde bereits von Thread-Teilnehmern (entgegen meiner Meinung) folgendes bestätigt:
c in der Formel E=mc2 ist Teil des Umrechnungsfaktors c2 und hat mit dem Wert der Bewegung des Lichtes nichts zu tun. Der Wert gleicht sich lediglich rein zufällig. Wer kann das noch bestätigen?

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 30 Sep 2017 18:10 #19861

badhofer schrieb: c in der Formel E=mc2 ist Teil des Umrechnungsfaktors c2 und hat mit dem Wert der Bewegung des Lichtes nichts zu tun. Der Wert gleicht sich lediglich rein zufällig. Wer kann das noch bestätigen?

Das ist völliger Quatsch. Natürlich hat der Wert mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun. Das Quadrat ergibt sich letztlich aus der Formel für die kinetische Energie. E=mc² sagt im Grunde aus, dass bei kompletter Vernichtung von Masse (nur möglich mit Materie und Antimaterie), die Umwandlung in Schwingungsenergie (Photonen) erfolgt. Also reine Bewegungsenergie. Mehr Energie kann man aus Masse nicht rausholen.

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 30 Sep 2017 19:38 #19866

@Michael D.
Vielen Dank. Du hast mich davor gerettet anzufangen, an dem Forum zu zweifeln.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 01 Okt 2017 10:47 #19884

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Was ergibt km/sek zum Quadrat?

1) Quadratkilometer pro Sekunde
2) Kilometer pro Quadratsekunde?
3) Quadratkilometer pro Quadratsekunde?

Eine leichte Frage, ich kann sie trotzdem nicht beantworten, darum stelle ich sie hier

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 01 Okt 2017 10:52 #19887

Quadratkilometer pro Quadratsekunde.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 01 Okt 2017 11:24 #19892

badhofer, ein Tipp:
Gewöhne dir aber lieber an mit Meter/sek zu rechnen.
Masse mal Beschleunigung ergibt Kraft. Kraft mal Weg und du bist bei der Arbeit oder Energie. Für Energie gibt es drei verschiedene Einheiten, die gleichwertig sind, Joule = Newtonmeter = Wattsekunden (J für Wärmeenergie, Nm für mech. Arbeit und Wattsekunden für Elektrizitätsenergie). Teilst du dann wieder die Energie bzw. Arbeit durch die Zeit, dann bist du bei der Leistung, die in Watt angegeben wird.
Weil das Newtonmeter äquivalent zu J und Ws ist, ist es wichtig mit dem Meter und der Sekunde zu rechnen, sonst hast du Fehler im Zehnerpotenzenbereich.
kg * m/s2 * m = J bzw. Nm bzw. Ws (das zeigt, warum es ratsam ist mit kg, Meter und Sekunden zu rechnen).
Beste Grüße Cyborg

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 01 Okt 2017 11:38 #19893

Im wissenschaftlichen Bereich rechnet man in SI-Einheiten .

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 01 Okt 2017 14:12 #19896

Das praktische Maß-System heißt praktisch, weil es praktisch ist, nicht wahr Michael D. .

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 01 Okt 2017 17:30 #19908

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Vielen Dank an alle, die hier dran bleiben!

Unendlich zum Quadrat = Unendlich x Unendlich = Unendlich
Warum? Unendlich ist nun mal das größte und kann nicht größer werden, womit auch immer man es multipliziert.

Vielleicht verhält sich das bei der Lichtgeschwindigkeit genau so:
c2 = c x c = c
Wenn ich mich mit c bewege und schalt eine Taschenlampe ein, dann bewegt sich das Licht, dass von mir abstrahlt, auch mit c, ganz egal von welchem Bezugssystem man es betrachtet, denn c ist nun mal die höchste Geschwindigkeit. Was immer man auch mit c macht, es wird nicht größer. So wie mit dem unendlichen.

Das würde bedeuten:
E ist nicht mc2 sondern E=mc
bzw
Energie ist nicht Masse x 300Tausend x 300 Tausend, sondern Masse x 300 Tausend

Was wiederum bedeuten würde, Einsteins Formel könnte um den Faktor 300 Tausend korrigiert werden. Grundsätzlich würde das nichts ändern, denn bei so einer Menge Energie, welche man aus Masse umwandeln kann, spielt das sowieso keine Rolle.

Alles natürlich vorausgesetzt, dass Einsteins Formel die Gesamtbewegung (km) einer Masse (kg) pro Sekunde (sek) errechnet und das Ergebnis als Energie bezeichnet. Ist das nicht so, ist alles, was ich hier geschrieben habe, hinfällig.

Kann man den Energiegehalt einer Masse experimentell feststellen oder nur mathematisch mit E=mc2 ?

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 01 Okt 2017 17:40 #19910

badhofer schrieb: Das würde bedeuten:
E ist nicht mc2 sondern E=mc
bzw
Energie ist nicht Masse x 300Tausend x 300 Tausend, sondern Masse x 300 Tausend

Nein, "mc" wäre ein Impuls, keine Energie. Ich empfehle, den Zusammenhang zwischen Impuls und Energie nachzuarbeiten. Energie ist das Integral des Impulses nach der Geschwindigkeit.

badhofer schrieb: Kann man den Energiegehalt einer Masse experimentell feststellen oder nur mathematisch mit E=mc2 ?

Kann man: z..B. bei der Anhilierung von Elektron und Positron. Dabei kommen zwei masselose (aber nicht impulslose) Photonen heraus.
Allgemein gilt: Da Teilchen sich immer bewegen, wird die Ruhemasse m=E/c² errechnet. Meines Wissens kann man die Ruhemasse nicht direkt experimentell bestimmen.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 02 Okt 2017 00:30 #19926

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Michael D schrieb: Ich empfehle, den Zusammenhang zwischen Impuls und Energie nachzuarbeiten.

Vielen Dank. Das werde ich wirklich machen. Vielleicht wäre da ein eigener Thraed hilfreich.

Ich zweifle nicht an der Richtigkeit von E=mc2, das wäre auch zu vermessen.
Es erstaunt mich nur, dass so eine (oberflächlich betrachtet) relativ einfache erscheinende Formel doch unscharf erscheint, wenn man sie näher betrachtet. Vielleicht liegt es auch daran, das diese Formel Bewegungen von Teilchen enthält, dessen Aufenthaltsort und Aufenthaltszeit nicht gleichzeitig bestimmt werden kann? Wie sollte man da messen können, wie viele Kilometer sich solche Teilchen pro Sekunde bewegen.

In der Naturwissenschaft muss alles am Experiment scheitern können. Gibt es ein Experiment, dass E=mc2 scheitern lassen würde, wenn diese Formel falsch wäre?

Aber, ich bin jetzt selbst vom eigentlichen Thema abgekommen. Meine Frage ist, ob man Bewegung gewinnen und verlieren kann, also, ob es einen Bewegungserhaltungssatz gibt. Gibt es einen, könnte der Gedanke, dass Energie = Bewegung aufrecht erhalten bleiben, zumindest bis zur nächsten Hürde. Gibt es keinen Bewegungserhaltungssatz, ist der Gedanke hinfällig.

Ich habe schon einmal die Frage gestellt, ob sich die Bewegung einer Billardkugel, wenn sie zur Ruhe kommt, dann in der Bewegung der Wärme (Bewegungsenergie) befindet. Wenn anfänglich sich die Kugel mit 1m/sek bewegt, bewegen sich dann die Moleküle der Wärme, die durch das Bremsen der Kugel entstanden ist, auch in Summe 1m/sek ? Kann man das irgendwie zueinander in Relation stellen? Ist das überhaupt möglich?
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 02 Okt 2017 00:46 #19927

Es gibt etwas ähnliches, und zwar einen Impulserhaltungssatz. Es gibt für jedes geschlossene physikalische System ein Bezugssystem, in dem die Summe aller Impulse null ist.

Allerdings ist der Impuls vektoriell, d.h. die Summe der Beträge aller Impulse ist keine Erhaltungsgröße.

Allerdings ist die Summe der Quadrate der Beträge aller Impulse plus die Summe aller Ruhemassen mal einer Konstante dann doch wieder eine Erhaltungsgröße, so dass eine Steigerung der Impulsbetragssumme immer auf Kosten der Ruhemassensumme geht.

Wenn man seine Begriffswelt also soweit aufweicht, dass man dem Begriff „Ruhemasse“ den Charakter einer „Bewegung“ zuschreiben mag, dann ist die Eingangsfrage mit „ja“ zu beantworten.

Realistisch gesehen ist das aber völliger Quatsch; Ruhemasse ist eine Energieform, Bewegung eine andere. Der Gravitation ist die Energieform zwar egal. Dass Bewegungsenergie aber ebenso Gravitation verursacht wie Masse, ist eine faszinierende Erkenntnis, die aber unanschaulich ist, weil man einer Bewegungsenergie ja nicht direkt einen Ort zuweisen kann. Und so erzeugt Bewegungsenergie ein gravitatives Wirbelfeld, wozu eine Ruhende Masse allein nicht imstande wäre. Das ist schon ein qualitativer Unterschied.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 02 Okt 2017 07:00 #19931

badhofer schrieb: Es erstaunt mich nur, dass so eine (oberflächlich betrachtet) relativ einfache erscheinende Formel doch unscharf erscheint, wenn man sie näher betrachtet. Vielleicht liegt es auch daran, das diese Formel Bewegungen von Teilchen enthält, dessen Aufenthaltsort und Aufenthaltszeit nicht gleichzeitig bestimmt werden kann? Wie sollte man da messen können, wie viele Kilometer sich solche Teilchen pro Sekunde bewegen.


Das kommt darauf an. Bei makroskopischen Körpern ist die Masse so hoch, dass die Impulsunschärfe keine Rolle spielt. Bei Teilchen in einem Teilchenbeschleuniger dagegen ist die Energie und damit die Geschwindigkeit so hoch, dass die Impulsunschärfe dagegen auch sehr klein ist.

Bei einem Elektron in einem Wasserstoffatom dagegen kommt die Energie aus dem Quantenzustand, die genaue Geschwindigkeit des Teilchens ist nicht bekannt.


badhofer schrieb: In der Naturwissenschaft muss alles am Experiment scheitern können. Gibt es ein Experiment, dass E=mc2 scheitern lassen würde, wenn diese Formel falsch wäre?


Man bestimme die Masse eines Teilchens (z.B. durch Beschleunigen). Dann lasse man das Teilchen zerstrahlen (z.B. Kollision mit Antiteilchen) und die Energie der Zerfallspartner muss der aus der Formel resultierenden Energie entsprechen.


badhofer schrieb: Aber, ich bin jetzt selbst vom eigentlichen Thema abgekommen. Meine Frage ist, ob man Bewegung gewinnen und verlieren kann, also, ob es einen Bewegungserhaltungssatz gibt. Gibt es einen, könnte der Gedanke, dass Energie = Bewegung aufrecht erhalten bleiben, zumindest bis zur nächsten Hürde. Gibt es keinen Bewegungserhaltungssatz, ist der Gedanke hinfällig.

Ich habe schon einmal die Frage gestellt, ob sich die Bewegung einer Billardkugel, wenn sie zur Ruhe kommt, dann in der Bewegung der Wärme (Bewegungsenergie) befindet. Wenn anfänglich sich die Kugel mit 1m/sek bewegt, bewegen sich dann die Moleküle der Wärme, die durch das Bremsen der Kugel entstanden ist, auch in Summe 1m/sek ? Kann man das irgendwie zueinander in Relation stellen? Ist das überhaupt möglich?


Die kinetische Energie der Billardkugel wird durch Reibung in Wärmeenergie umgewandelt. Hierbei bleibt nur die Energie erhalten, nicht aber die Geschwindigkeiten. Beispielsweise entstehende Gitterschwingungen laufen nicht mit der Geschwindigkeit der Billardkugel ab.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 02 Okt 2017 23:35 #19965

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@ ClausS Vielen Dank.

Folgendes Beispiel bezüglich Impulserhaltung (Verlust bei der Übertragung des Impulses durch Wärme oder Deformation Null, auch wenn es das in der Praxis nicht gibt.)

Wenn ich eine Kugel (100 kg) auf eine andere Kugel (ebenfalls 100 kg) mit 100 km/h schieße, dann überträgt sich der Impuls von der einen Kugel auf die andere, sodass die zweite Kugel mit 100 km/h weiterfliegt, die erste bleibt stehen.

Wenn ich eine Kugel (100kg 100km/h) auf 10 hintereinanderliegende Kugeln (je 10 kg, also Gesamtgewicht aller 10 Kugeln ebenfalls 100 kg) schieße, dann fliegt jede einzelne Kugel mit 100km/h weiter, die erste Kugel bleibt stehen.

Wenn ich eine Kugel (100kg, 100km/h) auf 100 hintereinander liegende Kugeln schieße (je 1 kg, also Gesamtgewicht aller 100 Kugeln ebenfalls 100 kg), dann fliegen alle Kugeln mit 100 km/h weiter, die erste Kugel bleibt stehen.

Kann ich diese Rechnung mit beliebig vielen Größen erstellen, das heißt, die beschossenen Kugeln ständig verkleinern und so vermehren, sodass das Gesamtgewicht immer 100 kg bleibt? Stimmt dann diese Rechnung immer?

Stimmt diese Rechnung auch dann, wenn die beschossenen Kugeln die Größe von Molekülen hätten? Auf was ich hinaus will, ist somit auch klar.
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 03 Okt 2017 01:10 #19971

@ badhofer
>>Alles natürlich vorausgesetzt, dass Einsteins Formel die Gesamtbewegung (km) einer Masse (kg) pro Sekunde (sek) errechnet und das Ergebnis als Energie bezeichnet. <<

Geschwindigkeit wird nicht in km sondern in m/s angegeben. Da bei Ihren Postings da manchmal etwas durcheinander geriet, will ich es Schritt für Schritt versuchen.
Bisherige kurze Erklärungsversuche sind bei Ihnen nicht angekommen, damit Sie es auch verstehen, mache ich es etwas ausführlicher.

Strecke bzw. Weg, Entfernung: Formel: s gemessen in Meter (m)
Geschwindigkeit: Ist um so größer, wenn man in der selben Zeit t (Einheit: s) mehr Strecke schafft, also ist es Strecke pro Zeit Formel: v = s/t Einheit: m/s.
(Eigentlich müsste man v als Vektor mit einem Richtungspfeil angeben, aber das spielt hier keine Rolle)
Nach Newton bewegt sich ein Körper, auf den keine Kräfte wirken, mit gleichbleibender Geschwindigkeit, wenn die 0 ist, bleibt er in Ruhe. Nun kann man sich die Mühe (=Arbeit) machen, um ihn mal auf Tempo zu bringen, also ihn beschleunigen. Das kennt man vom Auto: von Null auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu kommen in einer bestimmten Zeit. Man kann also langsam oder schnell beschleunigen. Entscheidend ist, wie groß die Geschwindigkeitsänderung pro Zeit ist. Für die Beschleunigung a gilt also: a= v/s = s/t*t, Einheit: m/sek2.
Nun ist es leicht, eine Erbse zu beschleunigen, bei einem Felsbrocken gehört schon mehr Kraft dazu. Zur Kraft kommt also noch der Faktor Masse (Formel: m, Einheit: kg) dazu. Gesamtformel: F = m a = m s /t2 Einheit: kg m /s2 = N
Um die Energie anschaulich verständlich zu machen, wechsle ich zur potentiellen Energie (Energie ist Energie, egal in welcher Form). Ein Stein, der (in Bezug auf die Erde) höher liegt, hat mehr potentielle Energie. Um die zu bekommen, müssen wir den Stein hochheben. Denn die Erdanziehungskraft 9,8055 kg m / s2 hält ihn unten, da brauchen wir eine Gegenkraft, die ihn hochdrückt. Wenn wir ihn nur ein wenig anheben, bekommt er nur wenig Energie dazu, bei einem großen Höhenunterschied bekommt er mehr. Wieviel Meter wir gegen eine Kraft anstellen ist genau die Arbeit (=Energie), die wir an ihn aufwenden. Also gilt: Energie E = F s = m s2 / t2 = m v2, Einheit: kg m2 / s2. = Nm = J
Setzt man für v die Lichtgeschwindigkeit c ein, so kommt man auf Einsteins Formel: E = mc2.
Das hätte Newton also auch so hinschreiben können, das klingt erstmal banal, das gilt ja für jede Geschwindigkeit, da macht die Lichtgeschwindigkeit keine Ausnahme. Aber Newton hätte damit die Bewegungsenergie einer Masse gemeint. Einstein aber meinte, ein Körper, der in Ruhe ist, hat diese Energie. Da bewegt sich also gar nichts, das ist die Energie, die ein Körper besitzt allein dadurch, dass er Masse hat. Nach dem Motto: In der Ruhe liegt die Energie.
Ich habe den Eindruck, das ist der Punkt, an der einiges durcheinander geriet. Es geht bei Einsteins Formel um eine Äquivalenz (genauso wie ich vorhin die Äquivalenz von kinetischer und potentieller Energie benutzt habe): Die Energie (wo eben v2 vorkommt) wird gleichgestellt mit der Masse, die sich überhaupt nicht bewegt, die man aber mit c2 multipliziert, so dass gilt: m = E/c2.
Die Masse bewegt sich dabei gar nicht, dass ist eine reine mathematische Zauberei. Einstein sagt also: Ja, da hat ein Teilchen etwas Masse. Aber man kann mathematisch so tun, als wäre es Energie. Und wenn die Umstände es wollen, dann kann es sich verzaubern, da ist auf einmal in real keine Masse, sondern ein wahnsinnig großes Energiebündel da. Und alle denken: Das Teilchen ruht da, hält auf dem Sofa sein Nickerchen, aber ist auf einmal Energie, so groß wie die Masse multipliziert mit c2.
Und das geht eben nur bei c. Wenn das für v = 1m/s gelten würde, hätte ein Körper der Masse 1 kg die Energie 1 J, dann wäre Masse ein energetisches Leichtgewicht.
Weil c aber so groß ist, steckt schon in einem kleinen Teilchen unheimlich viel Energie.
Wenn hier also ständig Teilchen auf die Idee kommen würden, ihre Ruhemasse in Energie umzuwandeln, dann wäre die Hölle los. Zum Glück sind sie aber brav und sitzen still auf dem Sofa und gucken Sesamstraße. Deswegen braucht man Einsteins Formel normalerweise nicht. Aber wehe, wenn ein Anti-Teilchen zu Besuch kommt! Wenn die beiden sich treffen, dann sind sie schwupps! Nur noch Energiebündel und man sollte in Deckung gehen. Nicht ganz so schlimm ist es, wenn ein übergroßer Atomkern auseinander fliegt oder wenn zwei kleine verschmelzen. Da geht nur ein kleiner Teil in Energie über - aber da Atomkerne schon größere Brocken sind als Elektronen, reicht ein kleiner Teil auch aus für ein kräftiges Feuerwerk. Das genau geschieht in der Sonne, in Atombomben und in Kernkraftwerken. - und bei jedem radioaktivem Zerfall.
Diese Vorgänge stecken hinter dem Gleichheitszeichen der Formel. Die mathematische Zauberei ist da ganz real.
Wo bracht man Einsteins Formel noch? Eins will ich noch nennen: Wenn Sie ein Teilchen beschleunigen wollen. Wenn man es so schnell anschubst, dass es sich allmählich der Lichtgeschwindigkeit nähert, dann hat es viel Energie. Diese Energie muss man (da ist Einstein unerbittlich) in Ruhemasse umrechnen. E=mc2 ist die Zauberformel, die die Bewegungsenergie eines Teilchens als Ruhemasse an das Teilchen dranklebt (bescheuert, aber so will es die Formel). So wird auch ein kleines Teilchen schwerer. Wenn man dann den Ehrgeiz hat, es weiter zu beschleunigen, braucht man aufgriund der größeren Masse mehr Energie - und dann wird per m = E/c2 die Ruhemasse des Teilchens noch viel größer - das schaukelt sich immer doller hoch, man nähet sich immer langsamer c an und die Masse wird gigantisch hoch. Das ist der Grund, warum beim LHC die Stromrechnung so gigantisch groß ist. Wenn man es geschafft hat, ein Teilchen – und sei es nur ein Elektron - exakt auf Lichtgeschwindigkeit zu bringen, hat man exakt unendlich viel Energie verbraucht. Weil das gesamte Universum aber nur endlich viel aufzubieten hat, hat man bisher darauf verzichtet. Aber die sind da verdammt nahe dran.
Natürlich kann man mit Lichtgeschwindigkeit fliegen und trotzdem endlich viel Energie besitzen. Dann muss man aber auf den Luxus verzichten, Ruhemasse zu haben. Photonen sind solche Globetrotter – verzichten auf ein Zuhause (Ruhemasse), sind dafür aber Weltraumreisende.

Fazit: Dass in einer Ruhemasse Lichtgeschwindigkeit hoch zwei drinsteckt, ist hanebüchener Unsinn, den sich nur ein matheverliebter Physiker ausdenken kann. Warum die Teilchen so verrückt sind, dem Physiker darin zu folgen und sich unter die Fuchtel der Mathematik zu stellen, kann niemand erklären. Ihre Frage, wo denn da die Geschwindigkeit herkommt, wenn das Teilchen doch ruhig auf dem Sofa sitzt, kann deshalb niemand beantworten. Es ist halt so.
Ihre Fragen sind aber klasse, sie führen dazu, über den Wahnsinn in dieser Formal zu staunen.

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

Ist Energie lediglich nur Bewegung? 03 Okt 2017 02:42 #19972

badhofer schrieb: .

Wenn ich eine Kugel (100kg 100km/h) auf 10 hintereinanderliegende Kugeln (je 10 kg, also Gesamtgewicht aller 10 Kugeln ebenfalls 100 kg) schieße, dann fliegt jede einzelne Kugel mit 100km/h weiter, die erste Kugel bleibt stehen.
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nein es wird von kugel zu kugel übertragen nur die letzte fliegt weg alle anderen nicht

Wir leben zwar alle unter dem gleichen Himmel, aber es haben nicht alle den gleichen Horizont.

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Wir leben zwar alle unter dem gleichen Himmel, aber es haben nicht alle den gleichen Horizont.

Ist Energie lediglich nur Bewegung? 03 Okt 2017 17:48 #19989

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Martin-O schrieb: Geschwindigkeit wird nicht in km sondern in m/s angegeben.

Vielen Dank für die Aufklärung. Und ich dachte immer, wenn ein Auto mit 100 km/h fährt, dann fährt es in einer Stunde 100 km. Das ist natürlich total falsch. Richtig ist natürlich, dass es pro Stunde nicht 100 km fährt, sondern nur 27,77 Meter pro Sekunde. Das verfälscht die Rechnung natürlich total. Da habe ich mich ja gewaltig verhaut.
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Martin-O schrieb: Warum die Teilchen so verrückt sind, dem Physiker darin zu folgen und sich unter die Fuchtel der Mathematik zu stellen, kann niemand erklären.

Könnte vielleicht ein Teilchen-Psychiater die Teilchen von dem Wahn befreien, den Physikern und Mathematikern zu folgen?


@Heinzendres
Ein LKW (7Tonnen) fährt von hinten mit 100km/h 27,77 m/sek in eine Menschenschlange. 100 Menschen je 70 kg (zusammen 7 Tonnen) stehen dicht gedrängt hintereinander (den Bauch eingezogen) Beim Aufprall des LKW bleiben 99 Personen in Ruhe stehen, der vorderste fliegt mit 100 km/h 27,77 m/sek davon. Sehe ich das so richtig. Ach ja, und noch was: Ich wünsche dem vordersten in der Schlange noch einen guten Flug.

Thomas und noch 2 andere (ich glaube Denobio und Madouc99) haben es direkt getan, ClausC zweimal indirekt, nämlich mir nahe gelegt, ich sollte mich vorher mit den Grundsätzen der Physik vertraut machen, bevor ich etwas schreibe, was die Physik betrifft. Vielen Dank dafür, das war seit langem der beste Rat, den ich erhalten habe. Ich habe auch schon angefangen damit. Doch warum kommt in mir plötzlich das Gefühl auf, das es mehrere gibt, die diesen Rat befolgen sollten?

Noch eine Frage an Heinzendres und Martin-O
In einer Straßenbahn befinden sich 4 Personen.
Bei der ersten Stadtion steigen 36 Personen aus.
Wieviel Personen müssen in der nächsten Stadtion einsteigen, damit die Straßenbahn leer ist?

Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 03 Okt 2017 18:36 #19990

badhofer schrieb: .


Ein LKW (7Tonnen) fährt von hinten mit 100km/h 27,77 m/sek in eine Menschenschlange. 100 Menschen je 70 kg (zusammen 7 Tonnen) stehen dicht gedrängt hintereinander (den Bauch eingezogen) Beim Aufprall des LKW bleiben 99 Personen in Ruhe stehen, der vorderste fliegt mit 100 km/h 27,77 m/sek davon. Sehe ich das so richtig. Ach ja, und noch was: Ich wünsche dem vordersten in der Schlange noch einen guten Flug.


Das empfinde ich jetzt als geschmacklos, auch angesichts der vielen Toten, die auf ähnliche Weise ums Leben gekommen sind.

Musste das jetzt sein?


Grüße
Udo


Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 03 Okt 2017 19:18 #19991

@ Badhofer
Wenn Sie bei Bewegung km/h angegeben hätten, hätte ich Sie an der Stelle nicht korrigiert, weil meiner Meinung nach in einem Forum durchaus Alltags-Einheiten verwandt werden können. Sie bemerken wohl nicht, dass Sie Geschwindigkeit mit einer Länge angeben wollen oder dass an der Gleichung c=c2 etwas faul sein könnte usw. Ich habe mit einigem Zeitaufwand (und zugegebenermaßen noch mehr Spaß) versucht, Ihnen die Dinge Schritt für Schritt aufzudröseln. Ich gebe zu, dass ich die karnevalistische Sprache dabei zu dick aufgetragen habe, aber mein Posting war gedacht, Ihnen eine Brücke zu bauen. Denn so will ich mit meinem Laienverständnis von Physik hier genauso behandelt werden. Aber der Spaß vergeht, wenn Sie so vom hohen Ross herunter reden.
Und im Übrigen kann mich dem Kopfschütteln von udogigahertz nur anschließen.

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? 03 Okt 2017 20:32 #19992

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udogigahertz schrieb: Das empfinde ich jetzt als geschmacklos, auch angesichts der vielen Toten, die auf ähnliche Weise ums Leben gekommen sind.

Wie unmoralisch ist es, mit E=mc2 zu rechnen angesichts der vielen Toten in Hiroshima und Nagasaki?

Kennst du das Lied von Wolfgang Ambros:
Die Wahrheit ist fürchterlich, wia manche sagn
Überhaupt ned zum ertragn
Dreckig, stingat und doch scheen –
De Wahrheit is so weiss wia da Schnee


@Martin-O
Also, bei diesem Posting hast du dir wirklich große Mühe gegeben, das muss ich dir eingestehen, also Entschuldigung.
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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 03 Okt 2017 20:32 #19993

@ heinzendres & badhofer:
Eine Kugel 1 mit 100 kg fliegt v(1)= 27,78 m/s. Sie hat also den Impuls von p(1)=m(1)v(1) = 2778 kgm/s und die kinetische Energie E(1)=m(1)v(1)2 = 77160 kgm/s2
Wenn Sie Kugeln mit 10 kg anstößt, so dass nur die letzte Kugel 2 wegfliegt, dann muss nach dem Energieerhaltungssatz die Kugel 2 mit der Geschwindigkeit v(2) =Quadratwurzel aus E/m(2) sein also: V(2) = 87,8 m/s daraus ergibt sich Ihr Impuls p(2)=878 kgm/s. Damit wäre aber der Impulserhaltungssatz verletzt. Merke: Bei dieser Aufgabenstellung muss hinten die gleiche Masse wegfliegen wie vorher anfliegt. Badhofer hat also recht.
Wer sich das nicht vorstellen kann, der überlege, was passiert, wenn nur eine einzige kleine Kugel daliegt und die große ankommt. Die Große wird nach dem Stoß etwas gebremst weiterfliegen und könnte weitere Kugeln anstoßen. Wenn dem nicht so wäre und die Große bliebe stehen, dann müsste die Kleine Kugel zum Ausgleich ja wesentlich schneller fliegen. Dann könnte man mit einer 10.000 kg Kugel eine 0,1 kg -Kugel mit einem kleinen Stupser auf wahnsinnige Geschwindigkeit bringen. Dass das Unsinn ist, leuchtet wohl jedem ein – auch ohne Formel.
Ich weiß bloß nicht, was diese ganze Frage soll. Im Buch geht es um Kosmologie und nicht um newtonsche Mechanik.

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Ist Energie lediglich nur Bewegung? 03 Okt 2017 20:40 #19994

badhofer,
auch ich kann nur sagen, wenn du mit deinen auch schon reifen Jahren nicht merkst, wie dumm, geschmacklos und unangebracht der Vergleich mit dem Lkw ist, dann tust dir mir leid.
Du solltest die Kritik der anderen schon ernst nehmen, freilich formuliert nicht jeder gleich einfühlsam. Aber wenn du hier wirklich über physikalische Vorgänge mit diskutieren willst, dann wird es dir nicht erspart bleiben, dich mit den richtigen Einheiten und auch mathematischen Zusammenhängen vertraut zu machen.
Druck als Kraft pro Fläche kann man sich noch halbwegs vorstellen. Aber die Raumexpansion z.B. ist einfach den Sinnen nicht zugänglich. Denobio weist mit Recht immer mal wieder darauf hin, dass solche Phänomene nur über ein Verstehen der math. Gleichungen für ein zugänglich sind. Nach meiner Erfahrung muss man die zum Teil dann schon recht komplex werdenden Gleichungen für das Diskutieren hier im Forum auch nicht unbedingt voll in der Tiefe verstehen (so ergeht es jedenfalls mir), aber ganz ohne math. Durchdringung geht es halt nicht. Nur so entwickelt sich dann auch ein intuitiver Zugang zu dem Phänomen, der sich dann Stück für Stück vertieft, je tiefer man in die math. Gesetzmäßigkeiten eindringen kann. Ab und an hilft dann auch noch ein gelungener Vergleich aus der Alltagswelt (z.B. Hefeteig-Analogie bei der Raumexpansion), um das Bild noch runder zu machen. Mehr ist uns nicht vergönnt. Wie gesagt, einen gekrümmten oder expandierenden Raum können sich auch die Professoren der theor. Astrophysik nicht vorstellen. Hier sind uns Menschen Begrenzungen gesetzt. Aber das Machbare ist ohnehin faszinierend genug.
Grüße Cyborg

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? 03 Okt 2017 20:59 #19995

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Cyborg schrieb: Wie gesagt, einen gekrümmten oder expandierenden Raum können sich auch die Professoren der theor. Astrophysik nicht vorstellen

Bei den letzten Postings geht es nicht um die Vorstellbarkeit von einen gekrümmten oder expandierenden Raum, sondern um folgende Frage:
Wie verhält sich die Sache bezüglich des Impulserhaltungssatzes, wenn eine 1 kg schwere Kugel mit 27m/sek auf eine Vielzahl von Kugeln mit der Größe von Molekülen prallt, wobei die vielen molekülgroßen Kugeln in Summe ebenfalls 1 kg schwer sind? Alles andere, was ich da noch geschrieben habe, ist natürlich Quatsch.

Kannst du diese Frage beantworten?
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