Frage von DasDuelon, 107

Komplizierte frage zur Lichtgeschwindigkeit (bitte nur antworten wenn man auch wirklich weiß was los ist, danke)?

Also die Lichtgeschwindigkeit kann ja laut Einstein nicht schneller werden als sie ist. Da gibt es ja dieses berühmte Beispiel das wenn ein Zug mit 200kmh fährt, ich mich im fahrenden Zug nach vorne mit 10kmh bewege, dann bewege ich mich mit 210kmh. Noch ein Beispiel wäre das wenn ein Zug mit 200 kmh fährt, ein andere entgegen kommt mit auch 200 kmh, dann ist die relativ Geschwindigkeit bei einem Zusammenstoß die Kraft von 400 kmh. Aber wenn wir jetzt davon ausgehen würden das ein Zug mit Lichtgeschwindigkeit fährt, ein anderer Zug entgegen kommt mit auch Lichtgeschwindigkeit, dann müsste doch laut Einstein die Aufprall Geschwindigkeit bei 2 mal Lichtgeschwindigkeit sein oder? Aber das geht ja nicht, wo geht die fehlende Aufprallgeschwindigkeit dann hin wenn diese zwei Züge mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander prallen würden? Ich weiß Leute das es eine komische frage ist, und vielleicht liege ich schon mit meiner Frage irgendwie falsch, aber normalerweise müsste es doch dann einen Aufprall mir einer Kraft von 2 mal Lichtgeschwindigkeit geben, aber es ist nicht so und ich kapiere nicht wo die Kräfte dann hin gehen????

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 30

Realistischerweise kannst Du von stark beschleunigten Hadronen (Atomkerne) besser als von Zügen sprechen.
In großen Anlagen beschleunigte Atomkerne nämlich werden so schnell, dass man ihre Geschwindigkeit kaum mehr von c unterscheiden kann.
Wenn sie sich aufeinander zu bewegen, so ist ihre Differenzgeschwindigkeit im Koordinatensystem des Labors in der Tat jeden Wert unter 2c erreichen.
Ich könnte mir jetzt gut vorstellen, dass dies Proteste nach dem Motto "schneller als c gibt's nicht" auslöst, aber dieses 'gibt's nicht" bezieht sich auf Geschwindigkeiten über c relativ zu einem als Bezugssystem verwendeten Koordinatensystem. Zwei Hadronen können sich im Laborsystem schneller als c einander nähern, aber eines der Hadronen hat relativ zum anderen in dessen Bezugssystem trotzdem nur knapp c.
Das wird durch die von der SRT vorausgesagten Effekte bewirkt. Relativ zum einen Hadron hat das Labor schon fast c, wodurch seine Uhr um den Faktor
γ¯¹ = √{1–(v/c)²}
langsamer lauft und alle Abmessungen des Laborsystemum um diesen Faktor verkürzt sind.

Antwort
von OlliBjoern, 35

Kraft und Geschwindigkeit sind nicht dasselbe. Ein massebehaftetes Ding (wie einen Zug) kann man gar nicht bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Freilich könnte man ihn (theoretisch) auf 0,9 *c bringen.

Die Lorentzformel wurde ja schon gezeigt, sie "sorgt" dafür, dass eine "addierte" Geschwindigkeit nicht über c liegen kann. In diesem Bereich darf man also nicht klassisch rechnen, sondern braucht die relativistischen Formeln. Auch beim Impuls muss man nach Lorentz rechnen.

Das "Aufeinanderprallen" von 2 Lichtstrahlen würde gut zum Thema Interferenz passen.

Antwort
von Reesh, 48

Die Grundannahme der Speziellen Relativitätstheorie ist, dass in allen Inertialsystemen die Lichtgeschwindigkeit c konstant ist.

Insofern ist es eine Frage der Betrachtungsweise. Du musst an dieser Stelle mehrere Beobachter unterscheiden. Die beiden Beobachter in den Zügen und den dritten Beobachter von außen. 

Um auf die jeweiligen Geschwindigkeiten zu kommen kann die Lorentztransformation genutzt werden. Hierbei zeigt sich,dass die Addition von Geschwindigkeiten folgendermaßen vorzunehmen ist:

v3=(v1+v2)/(1+(v1*v2/c^2))

Hierdurch wird ersichtlich, dass v3 nicht größer als c werden kann.

Der Impuls bleibt aber auch in der SRT erhalten, jedoch in der Form:

p=(m*v)/sqrt(1-v^2/c^2) .

Die Kraft ist definiert als die zeitliche Ableitung des Impulses, sodass es auch hier zu keinem Widerspruch kommt.

Ich hoffe ich konnte deine Frage einigermaßen beantworten.

Antwort
von ThomasJNewton, 24

Du berufst dich auf Einstein, dabei war das schon vor ihm bekannt.

Und du hast ihn nicht im Mindesten verstanden, bzw. die SRT.

Wenn ein Zug mit 200 km/h fährt, und du im Zug mit 10 km/h nach vorne gehst, hast du eben nicht eine Geschwindigkeit von 210 km/h relativ zur Erdoberfläche. Der Unterschied ist bei diesen Geschwindigkeiten nur recht gering und praktisch zu vernachlässigen.

Lern die Regeln, oder lass es bleiben, aber denk dir nicht irgendwas aus, was schon zu EInsteins Zeiten sooooo einen Bart hatte.

Kommentar von SlowPhil ,

Du solltest vielleicht weniger barsch auf ernstgemeinte Fragen antworten.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Die Frage erscheint mir überhaupt nicht ernst, sondern nur dreist.

Da beruft sich jemand auf Einstein, ohne auch nur eine einzige Stunde investiert zu haben, mal zu erkunden, was Einstein denn so gesagt hat.

Wenn ich behaupte, dass der Eiffelgelist Lukas schon in der Bibel das Fliehende Parkettimonster erwähnt hat, und OBI die Bauanleitung vertreibt:
Ist es dann barsch, wenn du mich dann kritisierst, als Laberkopp?

Eine Frage kann nicht ernst genommen werden, wenn sie schon mit Unwahrheiten beginnt, selbstverschuldeten wohlgemerkt. Oder selbst zurechtphantasierten.

Ich kann es nicht als ernst empfinden, wenn nur ein Beispiel genommen (und weitergesponnen) wird, ohne anzuerkennen, dass dieses Beispiel eben dazu benutzt wurden, um genau das Gegenteil zu zeigen.

Antwort
von ActionCreeper, 39

Wenn du im 200km/h mit 10km/h gehst bist du tatsächlich 210km/h schnell.
Wie sich Licht in Hinsicht auf diese Frage verhält ist aber nicht bekannt, die Antwort würde aber fundamental weiter helfen das Licht zu erforschen.

Ach und übrigens, relative Geschwindigkeit kann über der Lichtgeschwindigkeit liegen ;)
Nur weil ein Objekt mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist steht ja nicht alles andere still;)

Antwort
von Badykey, 31

Ich denke dein Fehler liegt in der Frage.

Denn die Aussage ist "Licht kann sich nicht schneller bewegen", es geht ganz speziell und das Licht, nicht um einen anderen Gegenstand.

Das Nichts ist schneller als Licht also heißt es nicht das nichts schneller als Licht ist.

Antwort
von herja, 42

Hi,

dein Beispiel kann nicht funktionieren, weil innerhalb unserer Atmosphäre kein Zug auch nur annähernd Lichtgeschwindigkeit erreichen kann!

Lichtgeschwindigkeit kann nur im Vakuum erreicht werden aber auch niemals 100%ig durch Materie.

Kommentar von DasDuelon ,

als theoretisches Experiment gedacht, das es nicht geht ist klar

Kommentar von herja ,

Auch ein theoretisches Experiment muss physikalisch möglich sein, sonst ist es doch nur Unsinn.

Und was hat Aufprallgeschwindigkeit mit Lichtgeschwindigkeit, also Fortbewegung, zu tun? Gar nichts.

Antwort
von tanja370, 58

Das ist wirklich nicht einfach.Wenn der Zug 200 fährt und du im Zug 10 km läufst bist du tatsächlich trotzdem nicht schneller wie 200 die der Zug fährt,denn wäre es 210,dann müsste dass ganze so schnell sein.

Es geht ja nicht schneller wie Lichtgeschwindigkeit. Ein Aufprall mit 2 mal Lichtgeschwindigkeit ist ein Denkfehler weil das entgegen kommt und nicht in eine Richtung geht

Kommentar von SlowPhil ,

Dass jemand, der sich in einem mit 200km/h fahrenden Zug 10km/h läuft, trotzdem nicht schneller wäre als 200 /h, ist natürlich Quark. So gut sollte man seinen Newton kennen, dass Vektoren sich komponentenweise addieren lassen und Geschwindigkeiten wie auch Kräfte Vektoren sind.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Ist Quark nicht so barsch?

Antwort
von Neutralis, 29

Es geht einfach nicht. c+c=c. 

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