Laufende Sanduhr leichter oder schwerer als stillstehende?
3 Antworten
Eine laufende Sanduhr und eine stillstehende Sanduhr haben dieselbe Masse und sind daher auch gleich schwer. Die Masse einer Sanduhr wird durch die Menge und Art des Materials, aus dem sie hergestellt wurde, bestimmt und nicht durch ihren Bewegungszustand. Es könnte jedoch sein, dass die laufende Sanduhr etwas leichter erscheint, wenn sie in Bewegung ist, da sie weniger Widerstand gegen ihre Bewegung bietet und daher weniger Kraft erfordert, um sie zu bewegen.
Dies liegt jedoch nicht an einer Veränderung ihrer Masse, sondern an der Art und Weise, wie sie bewegt wird.
Jedes Sandkorn in einer Sanduhr hat tatsächlich eine Lageenergie, die durch seine Höhe über dem Boden bestimmt wird. Wenn ein Sandkorn fällt, gibt es beim Aufprall Energie ab, weil die Lageenergie des Sandkorns nach dem Aufprall niedriger ist. Diese Energie wird in Form von Schall- und Wärmeenergie freigesetzt, wodurch die Sanduhr leicht abkühlt und etwas an Gewicht verliert. Allerdings ist dieser Effekt in der Regel so gering, dass er kaum wahrnehmbar ist und die Sanduhr im Vergleich zu ihrem ursprünglichen Gewicht kaum merklich leichter wird
man könnte ja denken, dass der Teil des Sandes, der gerade frei fällt, von der Gewichtsmessung abzuziehen ist. Aber der selbe Teil des Sandes überträgt beim Auftreffen unten zusätzlichen Impuls, das gleicht sich gerade aus.
Die Masse beider Sanduhren ist messbar identisch.
Ich bin kein Physiker, aber hat nicht jedes Sandkorn eine Lageenergie und wenn es fällt gibt es beim Aufprall Energie ab und zwar weil die Lageenergie nach dem Aufprall niedriger ist. Das müsste doch dazu führen, dass die Waage erst etwas leichter wird, wenn die Sandkörner beginnen zu fallen und dann etwas schwerer, wenn die Sandkörner einen Impuls auf die Waage geben,wenn sie unten aufprallen. Im freien Fall haben sie ja quasi gar kein Gewicht für die Waage.
Am Ende müsste es wieder ein Gleichgewicht sein. Das ganze dürften kaum messbare Unterschiede sein.