Frage von TimKante, 36

Komplexe Leistung Teilchenbeschleuniger - Massezunahme der Protonen bei Beschleunigung?

Hallo Community, ich habe eine Frage zu meiner komplexen Leistung in Physik. Ich habe mir als Thema das CERN ausgewählt, und bin auf ein Phänomen gestoßen welches ich mir nicht erklären kann. Auf der Seite des CERN ist die Information zu Finden das die Protonen, welche in verschiedenen Teilchenbeschleunigern immer weiter beschleunigt werden, zunehmend an Masse gewinnen. Kann mir einer die Physikalischen Grundlagen dafür erklären, oder mir den Namen des entsprechenden Gesetzes nennen, damit ich mich dazu näher Informieren kann?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Reggid, 35

aus der relativitätstheorie folgt dass das verhältnis der kraft die auf ein objket wirkt zur beschleunigung die dieses ojbkekt dadurch erfährt, also genau das was in der klassischen physik die träge masse ist ( m = F/a ), gegeben ist durch:

F/a = m * g (wobei g = 1/Wurzle[1-v²/c²] der Lorentz-faktor) wenn die kraft orthogonal zur bewegungsrichung wirkt und

F/a = m * g³ wenn die kraft parallel zur bewegungsrichtung wirkt.

diese trägheit, also das was dir sagt wie sehr ein körper durch eine gegeben kraft beschleunigt wird, ist also um einen geschwindigkeitsabhängigen faktor g bzw. g³ größer als man in der klassischen physik erwarten würde.


da dein thema aber nicht die spezielle relativitätstheorie ist sondern die europäische organisation für kernforschung, wird es wohl reichen wenn du das einfach als gegeben annimmst (und halt deinen mitschülern kurz erklärst dass es eben so ist) und es nicht extra noch diskutierst oder gar ableitest.

Antwort
von Wechselfreund, 31

Darauf müßtest du eigentlich schon bei deinen Recherchen gestoßen sein!

Die dynamische Masse m d (also wenn ein Körper sich bewegt) nimmt zu, je schneller der Körper wird. md ist dann m0/Wurzel aus 1 - v²/c². (mo ist die Masse, wenn er ruht) Da die Wurzel im Nenner steht wird die Masse immer größer, wenn die Geschwindigkeit größer wird. Wenn die Geschwindigkeit v so groß wie die Lichtgeschwindigkeit wäre, hätte das Proton unendliche Masse. Du solltest dich unbedingt mit diesem Bereich beschäftigen, ehe du den Vortrag hältst...

Antwort
von arhimedes, 36

Die Antwort auf deine Frage kommt aus der Relativitätstheorie. Und zwar,ein Teilchen das beschleunigt wird, verhält sich ungewöhnlich. Am Anfang erhöht sich die Geschwindigkeit, aber mit zunehmender Geschwindigkeit, erhöht sich immer mehr die Masse, weil Teilchen die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten können.

Ich zeige auch ein Bild mit der Abhängigkeit zwischen Masse und Geschwindigkeit

Kommentar von TimKante ,

Vielen Dank! :)

Antwort
von ALEMAN2015, 31

Die Relativitaetstheorie von Einstein liefert zutreffende mathematische Modelle fuer die z.B.am CERN gemessenen Effekte, aber leider keine physikalische Erklaerung dafuer.

Antwort
von YStoll, 34

Das dürfte dann wohl die Relativitätstheorie von Albert Einstein sein...

Kommentar von TimKante ,

Ich weiß nur nicht was ich antworten soll wenn mich meine Betreuungslehrerrin oder ein Mitschüler bei der Verteidigung der Leistung fragt wodurch das zustande kommt :D

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