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THEMA: Vergeht weit draussen die Zeit schneller?

Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 07:08 #40123

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DeltaTee schrieb: @wl01
Du bist eigentlich ganz nahe dran. Wärst du so freundlich, mir zu erklären, warum du die Korrektur auch auf den rfelektierten Strahl anwenden musst?
Aus meiner Sicht muss man das nämlich nicht, weil ein Impulsübertrag durch den Spiegel stattfindet und der Ausfallwinkel dem Einfallwinkel entsprechen muss. Der Impulsübertrag entspricht in meiner Skizze der Differenz zwischen β und δ. Der pinkfarbene Vektor geht durch den Spiegel, was den übertragenen Impuls andeutet. Dieser Übertrag erhöht die Frequenz des Lichts und kompensiert für den v(Zug)-Anteil des reflektierten Lichts. So gesehen, wird das reflektierte Licht in der Tat gestaucht.

Weil diese Korrektur bei jedem ausgesendetem Strahl gültig ist (also auch beim reflektiertem).
Nun, der Impuls verändert ja, wie auch in deinem verlinkten Artikel vermerkt, nur die Frequenz. Von einer Veränderung des Winkels steht da nirgend etwas.

MfG
WL01

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MfG
WL01

Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 07:16 #40125

.
@Delta Tee
Viele Dank. Da hast du dir wirklich sehr viel Mühe gegeben. Du hast auch die Problemstellung richtig erkannt und auch die Problemstellung richtig reduziert. Deine Lösung des Problems ist jedoch so kompliziert, dass ich die sie nicht nachvollziehen kann. Das muss doch ganz einfach zu bewerkstelligen sein. Beide müssen das selbe sehen, unabhängig, ob der Scheinwerfer nach vorne oder nach hinten den Baum beleuchtet bzw. den Adler nicht beleuchtet, nämlich real sehen und nicht nur als optische Täuschung.

Mir ist inzwischen auch klar, warum sich in anderen Diskussionsforen nur wenige dieser Frage annehmen. Mit komplizierten Formeln eine Effekthascherei zu produzieren für Situationen, bei denen man ohnehin nie überprüfen kann, ob sich die Realität danach verhält, ist relativ leicht. Bei Situationen, bei denen man dann auch nachvollziehen kann, ob sie der Realität entsprechen, ist eine Lösung wesentlich schwieriger.

Hallo UWudL, wir haben ein kleines Problem. Der Adler ist noch immer nicht gelandet :(
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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 07:49 #40126

Badhofer schrieb: Bei Situationen, bei denen man dann auch nachvollziehen kann, ob sie der Realität entsprechen, ist eine Lösung wesentlich schwieriger.

Wenn dir ein konkretes Experiment vorschwebt mach einen Faden auf in dem du kurz und bündig beschreibst wie dein Setup ist und was genau du nachmessen willst, ich finde das Thema zwar halbwegs interessant und wäre auch nicht abgeneigt herumzurechnen aber da die Beiträge hier allesamt ziemlich lang sind und ich weil es in dem Faden ursprünglich mal um was anderes ging nicht weiß wo ich zu lesen anfangen sollte war es mir bis jetzt nicht einladend genug mich ausführlich einzulesen.

Den Grund dafür dass keiner sich eurer Problemstellung annimmt zum Teil auch bei eurer schwer nachzuvollziehenden Präsentation sehend,

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 08:07 #40127

.
@Yukterez
Da muss ich dir leider vollinhaltlich recht geben.
Vielleicht könnte ein Moderator einen Vorschlag machen, in welcher Sparte solch ein Thread passen würde.
Vorab noch eine Frage: Bezieht sich die Längenkontraktion bzw. die Zeitdilatation lediglich auf beschleunigte Objekte oder auch auf gleichmäßig bewegte? Ich habe da einen Link gefunden, der mich diesbezüglich jetzt etwas verunsichert. Ich bin jetzt im Ausland und kann mit dem Handy den Link nicht reinkopieren. Man findet ihn auf google, wenn man eingibt: Ist die Längenkontraktion real oder scheinbar ? Es ist eine Seite von relativitätsprinzip.info von 04.03.2011
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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 09:23 #40131

DeltaTee schrieb: Reduktion des Problems:
Der lorentzkontrahierte Hohlspiegel muss den gleichen Ausfallwinkel liefern, wie der nicht kontrahierte, aber einen flacheren als bei stehendem Scheinwerfer.

Das ist Dein Fehler, selbstverständlich ist für Z ruhend und B bewegt der Ausfallswinkel immer horizontal und niemals flacher. Die Lorentzkontraktion muss hingegen durch einen steileren Reflexionswinkel kompensiert werden, damit der Ausfallwinkel eben wieder genauso horizontal wird.

badhofer schrieb: .
Vorab noch eine Frage: Bezieht sich die Längenkontraktion bzw. die Zeitdilatation lediglich auf beschleunigte Objekte oder auch auf gleichmäßig bewegte?

SRT gilt für relative Bewegung. Bei Beschleunigung ergibt sich eine Uhrendesynchronisation, und die Längenkontraktion ändert sich. Ich dachte das ist Dir wenigstens längst bekannt.

badhofer schrieb: .
@Delta Tee
Du hast auch die Problemstellung richtig erkannt und auch die Problemstellung richtig reduziert. Deine Lösung des Problems
....
Hallo UWudL, wir haben ein kleines Problem. Der Adler ist noch immer nicht gelandet :(
.

Unsinn, ich habe das Problem doch längst konstruktiv gelöst. DeltaTee löst dagegen vermeintlich ein falsches Ergebnis, wie Du selber ja erkannt hast.

wl01 schrieb: Nun, der Impuls verändert ja, wie auch in deinem verlinkten Artikel vermerkt, nur die Frequenz. Von einer Veränderung des Winkels steht da nirgend etwas.

Korrekt, das ist zwar intuitiv schwer nachzuvollziehen, aber allein das Wort Impuls sagt ja schon aus, dass dafür eine Kraft F*t oder Masse m*v nötig wäre, die auf das Photon einwirkt, v allein genügt dafür bei makroskopischen Objekten nicht bzw ergibt sich daraus ja sowieso der Reflexionswinkel. Wenn der Impuls tatsächlich eine Rolle spielen würde, wäre dies frequenzabhängig, denn der Impuls des Photons ist energie- also frequenzabhängig.

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 11:07 #40136

wl01 schrieb:

ra-raisch schrieb: @wl01: Du hast das Problem ja genau erkannt, und meine Lösung auch?
Das Huygens-Prinzip ist die Lösung.

Also ehrlich nein....

Das Huygens-Prinzip besagt ja nur, dass jeder Punkt einer Wellenfront als Ausgangspunkt einer neuen Welle, der so genannten Elementarwelle, betrachtet werden kann.

gut, dann lass mich erklären, ich habe nur das Prinzip zugrunde gelegt und die Kugelwellen nicht mehr gezeichnet. Es ist ja die Frage, wo sie beginnen, also den Punkt, an dem das Licht gelb auf den Spiegel pink trifft.

Also zu meiner Konstruktion: #39851

Du siehst doch sicher,
a) dass der Austrittswinkel grün wie es sein muss horizontal ist.
b) dass die Reflexion grün des Lichtes gelb am effektiven Spiegel rot korrekt ist, Eintritt=Austritt 22,5°
c) Der Eintrittswinkel des Lichtes gelb mit 45° ist doch klar? Der ergibt sich aus meiner horizontalen Geschwindigkeit v=0,707 c nach Pythagoras bzw Sinus, also horizontal β·c gegenüber diagonal c..
d) Der verzerrte Spiegel pink ist auch klar? Der ergibt sich aus dem Lorentzfaktor 1/γ = ²(1-v²/c²) = 0,707 also L/γ für die horizontale Verzerrung, vertikal ändert er sich ja nicht.

Die Frage ist dann nur noch, wie ich auf den roten Effektivspiegel komme, korrekt?

Um den effektiven Spiegel zu konstruieren, muss festgestellt werden, wo paralleles Licht gelb auf den horizontalen Spiegel pink trifft. Je höher der Treffpunkt ist, desto weiter rechts ist er wegen der Bewegung v des Spiegels pink. Soweit alles klar?

Wenn Du nun überlegst, wie man das konstruiert, erkennst Du das ja vielleicht selber in meiner Konstruktion. Hierzu habe ich die Wellenfronten hellblau in gleichen Abständen nach Huygens eingezeichnet. Ich habe drei Schnittpunkte (in den roten Kreisen) untersucht, nun von links nach rechts:

1) der erste Punkt ist ja wohl eindeutig. Von diesem ausgehend sind weitere zu konstruieren.
2) wenn man nun vom ersten Punkt zwei Einheiten hellbau c' nach rechts oben geht, muss man den Schnittpunkt mit dem ebenfalls um zwei Einheiten β·c' nach rechts verschobenen Spiegel pink finden. Hier habe ich nur diese zweite Spiegelfläche pink eingezeichnet, aber mit Pythagoras oder verlängerten Linien sollte es noch klarer werden, dass das um zwei Einheiten β·c' nach rechts verschoben ist.
3) genauso kann man weitere Schnittpunkte zB den dritten konstruieren, wo ich wiederum die ersten beiden Zeittakte nicht gezeichnet habe.

In meiner Konstruktion #39961 habe ich das etwas ausführlicher gezeichnet....

Noch nicht alles klar?

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 13:01 #40149

ra-raisch schrieb: Die Frage ist dann nur noch, wie ich auf den roten Effektivspiegel komme, korrekt?

Hier noch einmal ausführlichst mit 5 Wellenfronten
Anhänge:

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 13:43 #40151

.
@rai-raisch
Was sollen die ganzen Linien bedeuten? Die verwirren doch nur. Es bedarf lediglich:

1) Einen Punkt (Lichtquelle)
2) eine Linie (Licht von der Quelle zum Spiegel)
3) eine Linie (Licht vom Spiegel zum Baum)
4) Einfallwinkel = Ausfallwinkel

Mehr gibt es nicht. Diese 4 Angaben muss man auf 3 nebeneinander liegenden Grafiken einzeichnen.

Grafik 1) Aus der Sicht des Lokführers.
Grafik 2) Aus der Sicht des Bahnhof-Vorstehers (wobei der Scheinwerfer den Baum in Fahrtrichtung beleuchtet)
Grafik 3) Aus der Sicht des Bahnhof-Vorstehers (wobei der Scheinwerfer den Baum entgegen der Fahrtrichtung beleuchtet.

Das wäre alles. Alles darüber hinaus sorgt nur für Verwirrung :(
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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 13:58 #40153

badhofer schrieb: .
@rai-raisch
Was sollen die ganzen Linien bedeuten? Die verwirren doch nur. Es bedarf lediglich:

1) Einen Punkt (Lichtquelle)
2) eine Linie (Licht von der Quelle zum Spiegel)
3) eine Linie (Licht vom Spiegel zum Baum)
4) Einfallwinkel = Ausfallwinkel

Die Sicht der Lok Z ist einfach.
Die Sicht des Bahnhofs B ist schwieriger. Daher meine Konstruktion.
Der Spiegel wird wie in pink dargestellt lorentzkontrahiert. Aber durch die Bewegung trifft das gelbe Licht in den Punkten auf der roten Linie auf diesen Spiegel. Die Konstruktion der roten Linie ist auch nicht so einfach, wie Du an der Skizze siehst. Das grüne Ergebnis ist aber zufriedenstellend.

Ich betrachte nur den einen einzigen Lichtsrahl, der im stehenden Zug senkrecht auf den Parabolspiegel trifft. Um die rote Linie für diesen Punkt zu konstruieren, muss man aber mehrere parallele Lichtstrahlen benützen.

Die Konstruktion wäre für jeden Punkt des Parabolspiegels anders: Lichtstrahlwinkel, Spiegelneigung, lorentzkontrahierte Neigung, effektiver Spiegelwinkel .... nur der Austrittswinkel muss immer horizontal werden.

Ergebnisorientiert ist das einfach zu konstruieren, doch dann glaubt keiner, dass es korrekt ist.

badhofer schrieb: .

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 14:39 #40155

.

ra-raisch schrieb:
Die Sicht des Bahnhofs B ist schwieriger.

Da gibt es nur eine einzigen Schwierigkeit, denn:
1) Der Punkt (Lichtquelle) ist einfach. Er rückt einfach nur näher zum Spiegel
2) xxxxxxx (Licht von der Quelle zum Spiegel)
3) die Linie (Licht vom Spiegel zum Baum) ist auch einfach. Sie muss für alle Betrachter gleich sein, denn das Licht muss für beide Betrachter dasselbe ausleuchten.
4) Einfallwinkel - Ausfallwinkel ist auch einfach, sie müssen gleich sein.

2) ist das Problem. Wie verhält sich das Licht von der Quelle bis zum Spiegel, damit Einfallswinkel = Ausfallswinkel ??? Das ist die große Frage.
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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 17:03 #40160

badhofer schrieb: .
2) ist das Problem. Wie verhält sich das Licht von der Quelle bis zum Spiegel, damit Einfallswinkel = Ausfallswinkel ??? Das ist die große Frage.
.

Unsinn, nun hab ich die Faxen aber bald satt .... wie wird der Lichtweg wohl gehen, im Zickzack oder gequirlt?

Licht geht in alle Richtungen geradeaus, uns interessiert aber nur der Strahl, der genau den Punkt trifft, der uns interessiert.

Bei einer Geschwindigkeit von v=β·c ist das der Winkel α-arcsin.β. Bei α=90° und β=0,707 also 45°.

Der Witz ist, ich sage es zum letzten Mal, dass der Spiegel durch die Bewegung eine Wirkfläche erhält, die deutlich nach rechts geneigt ist. Das ist doch offensichtlich, das Licht kommt von unten, die Bewegung geht nach rechts, also sind weiter oben befindliche Teile des Spiegels weiter nach rechts gewandert, bis es zum Kontakt kommt.

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 17:33 #40164

wl01 schrieb: Weil diese Korrektur bei jedem ausgesendetem Strahl gültig ist (also auch beim reflektiertem).
Nun, der Impuls verändert ja, wie auch in deinem verlinkten Artikel vermerkt, nur die Frequenz. Von einer Veränderung des Winkels steht da nirgend etwas.

Naja, in dem Artikel steht nicht wirklich viel konkretes, aber ok. Ich war halt der Meinung dass ich nur ohne die Korrektur auf einen Ausfallwinkel komme, der dem Einfallwinkel entspricht. Der Energieverlust durch den Impulsübertrag schien mir da ein Kandidat für eine Aufhebung der Korrektur zu sein.

ra-raisch schrieb:

Das ist Dein Fehler, selbstverständlich ist für Z ruhend und B bewegt der Ausfallswinkel immer horizontal und niemals flacher.

Dann habe ich was falsch verstanden, denn das war meine erste Antwort (wenn auch falsch begründet) und die wurde für falsch erklärt.

badhoher schrieb:

Deine Lösung des Problems ist jedoch so kompliziert, dass ich die sie nicht nachvollziehen kann.

Auch wenn sie sich als falsch herausgestellt hat, für nichtrelativistische Geschwindikeiten und Tennisbälle ist sie gültig.
Der Ball bekommt die Geschwindigkeit des Zuges mit, wenn er senkrecht empor geworfen wird. Er bewegt sich also nicht senkrecht und nicht waagerecht, sondern schräg nach vorn-oben. Dabei fliegt er vor dem Schläger (Spiegel) her, wird aber von diesem eingeholt und mit dem selben Punkt des Schlägers getroffen, als wäre er auf einer senkrechten Bahn getroffen worden, nur eben etwas später. Der Schläger wird im 45° Winkel gehalten, was bei einer senkrechten Bahn(45° zur Schlägeroberfläche) zu einem 45° Abprallen führt und bei einer geneigten Bahn (kleiner als 45° zur Schlägeroberfläche) zum Abprallen mit weniger als 45°.

Ich denke aber wir sollten Yukterez' Vorschlag folgen und einen neuen Thread mit klarer Problemstellung aufmachen. Das Forum Naturwissenschaftliche Themen scheint mir bestens geeignet, weil eben noch nicht völlig klar ist, welche Prinzipien alles zur Lösung beitragen.
Durch das genannte Experiment mit dem Elektronenspiegel scheint es mir, der Scheinwerfer sollte keine Glühlampe sondern eher einen UKW- oder KW-Sender enthalten, wenn man sichtbares Licht abstrahlen will.

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 17:51 #40165

ra-raisch schrieb:

badhofer schrieb: .
2) ist das Problem. Wie verhält sich das Licht von der Quelle bis zum Spiegel, damit Einfallswinkel = Ausfallswinkel ??? Das ist die große Frage.
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Unsinn, nun hab ich die Faxen aber bald satt .... wie wird der Lichtweg wohl gehen, im Zickzack oder gequirlt?
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Ganz ruhig bleiben. Ja, es ist frustrierend, aber wenn er dich nicht verstanden hat, dann hast du's nicht verständlich genug erklärt. Da kannst du ihm keinen Vorwurf machen.
Und eigentlich hat er schon Recht, entscheidend ist, was zwischen dem Ausgang von der Lichtquelle und der Reflektion passiert.

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 18:02 #40166

DeltaTee schrieb: ra-raisch schrieb:

Das ist Dein Fehler, selbstverständlich ist für Z ruhend und B bewegt der Ausfallswinkel immer horizontal und niemals flacher.

Dann habe ich was falsch verstanden, denn das war meine erste Antwort (wenn auch falsch begründet) und die wurde für falsch erklärt.

nicht wirklich,
ich sagte damals, dass wir dieses Ergebnis kennen, dass wir es aber begründen wollen.

DeltaTee schrieb: Und eigentlich hat er schon Recht, entscheidend ist, was zwischen dem Ausgang von der Lichtquelle und der Reflektion passiert.

eben nicht, dieser Teil ist leicht bis zum Reflexionspunkt. Aber die Reflexion ist das schwierige, und weil sich der Spiegel bewegt, ergibt sich die geneigte Wirkfläche.

DeltaTee schrieb: Ganz ruhig bleiben. Ja, es ist frustrierend

naja, lange halte ich nicht mehr durch, ich sage "es ist eindeutig rot", dann kommt die Antwort, "endlich verstehe ich warum es blau ist" und der nächste sagt "kann mir endlich jemand erklären warum es grün ist" .... und allein dadurch, dass badhofer dieses Paradoxon hier aufgebracht hat nebst Grafiken, zeigt, dass er es doch fast verstanden hat, und jetzt sowas ....

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 19:38 #40176

.

ra-raisch schrieb:
und allein dadurch, dass badhofer dieses Paradoxon hier aufgebracht hat nebst Grafiken, zeigt, dass er es doch fast verstanden hat, und jetzt sowas ...

Eben nur fast. Der entscheidende Punkt ist für mich noch immer nicht geklärt.
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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 19:59 #40178

ra-raisch schrieb: naja, lange halte ich nicht mehr durch

:silly:
Nicht verzweifeln!
Das größte Problem ist wie immer die Sprache.
Oben habe ich z.B. die Vorgänge inklusive der Reflektion gemeint, während du die Mikrovorgänge bei der Reflektion meinst.
Im Grunde meinen wir aber alle das Gleiche, nämlich was zu genau dieser Reflektion führt und nicht zu einer anderen.

Ich glaube ich habe deine Erklärung prinzipiell verstanden, denke aber dass man die Bewegung des kontrahierten Spiegels nicht so ohne weiteres da reinrechnen darf, weil die Kontraktion ja schon ein Ergebnis der Bewegung ist. Damit würde sich die Bewegung quasi irgendwo quadrieren. Ist nur Intuition und wahrscheinlich gibt es einen Workaround, aber den sehe ich eben nicht.

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 20:00 #40179

Hier ist der Lichtgang für diesen einen Strahl, der im ruhenden Zug vertikal verläuft. Und er kommt nur scheinbar von hinten auf den Spiegel.
Alles ziemlich maßstabsgerecht für v=0,707c aber freihand.

Anhänge:

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 20:02 #40180

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Delta Tee schrieb:
Ich denke aber wir sollten Yukterez' Vorschlag folgen und einen neuen Thread mit klarer Problemstellung aufmachen. Das Forum Naturwissenschaftliche Themen scheint mir bestens geeignet, weil eben noch nicht völlig klar ist, welche Prinzipien alles zur Lösung beitragen.

Ok, ich werde einen eigenen Thread eröffnen, wenn ich vom Ausland zurück bin, spätestens am Montag.

Vorab noch eine Frage bezüglich einer klareren Problemstellung:
Wenn man einen Scheinwerfer in der Längsrichtung zusammenquetscht, verändert er dann seinen Lichtkegel? Oder eine andere Frage: Wenn ein Fußballspieler bei einem Freistoß den Ball zwischen die Füße geschossen bekommt, schifft er nachher in eine andere Richtung? :) :) :) :) :(
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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 20:10 #40181

DeltaTee schrieb: Ich glaube ich habe deine Erklärung prinzipiell verstanden, denke aber dass man die Bewegung des kontrahierten Spiegels nicht so ohne weiteres da reinrechnen darf, weil die Kontraktion ja schon ein Ergebnis der Bewegung ist. Damit würde sich die Bewegung quasi irgendwo quadrieren. Ist nur Intuition und wahrscheinlich gibt es einen Workaround, aber den sehe ich eben nicht.


Sehr gut, und das ist genau der Punkt, weshalb ich mir hier so viel Mühe gebe:
Die SRT erklärt besondere Effekte bei hohen Geschwindigkeiten, hier eben die Lorentzkontraktion, mehr nicht, alles andere ist dann wie gehabt nach Newton zu konstruieren. Die Bewegungen überlagern sich. Das ist nicht mit der SRT erledigt! Genau diesen Irrtum, dass die SRT lediglich die Bewegungen ersetzt oder sowas ähnliches, kann man hier schön aufzeigen.

Diese rote effektive Spiegelfläche aus meinen Konstruktionen weiter oben hat überhaupt nichts mehr mit SRT zu tun, sie ist eine reine Folge aus der klassischen Physik, wenngleich selten anzuwenden bei niedrigen Geschwindigkeiten. Aber bei fahrenden Schiffen mit geringer Wellengeschwindigkeit sollte es diese Konstruktionszeichnungen auch geben, ich habe aber leider nichts gefunden. Da finde ich nur Bugwellen und das ist ja (vermutlich damit verwandt, aber doch) etwas ganz anderes.

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 16 Aug 2018 20:23 #40182

badhofer schrieb: .

Delta Tee schrieb:
Ich denke aber wir sollten Yukterez' Vorschlag folgen und einen neuen Thread mit klarer Problemstellung aufmachen. Das Forum Naturwissenschaftliche Themen scheint mir bestens geeignet, weil eben noch nicht völlig klar ist, welche Prinzipien alles zur Lösung beitragen.

Ok, ich werde einen eigenen Thread eröffnen, wenn ich vom Ausland zurück bin, spätestens am Montag.
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Ich denke, dass alles ab Beitrag #26297 zusammengehört.

Ach ja....beim Rückwärtsfahren sind einfach nur die beiden Positionen des Scheinwerfers zu vertauschen, bzw die Richtung von Licht sowie Bewegung zu spiegeln:

Anhänge:

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Vergeht weit draussen die Zeit schneller? 24 Aug 2018 11:01 #40824

edit: nee die Grafik war schon korrekt, beide Spiegel sind ja lorentzverzerrt, ich habe es wohl nur nicht ganz exakt kopiert.

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