Frage von maschek, 127

relativistische massenzunahme falsch?

hallo!

ich weiß dass es unzählige antworten bezüglich der relativistischen massenzunahme gibt, aber meine ist eine andere. ich habe morgen eine physik prüfung und in unserem skript steht, ich zitiere:

" Heute wissen wir, dass es diese sogenannte „relativistische Massenzunahme“ nicht gibt. Die Masse ist invariant, hat also bei jeder Geschwindigkeit den gleichen Wert. Der Massenerhaltungssatz gilt heute aber tatsächlich als widerlegt."

weiter heißt es:

• Die Energie ist erhalten, aber nicht invariant.

• Die Masse ist invariant, aber nicht erhalten.

in der schule habe ich aber etwas ganz anderes gelernt. sobald man sich nämlich der einsteingeschwindigkeit c nähert, so nimmt der körper an masse zu und braucht immer mehr energie um beschleunigt zu werden. da gab es auch ein nettes diagramm, wie die kurve bei c asymptotisch divergiert (d.h. unendlich viel energie wäre nötig, um überlichtgeschw. zu erreichen). also wäre die masse nicht invariant!

ich finde im internet leider keine passende antwort, viele websiten sprechen sich für die relativistische massenzunahme. aber was ist denn nun richtig?

lg maschek

Antwort
von Kaenguruh, 70

Ich kann Dir da ein ganz ausgezeichnetes Buch empfehlen: "Physik der Raumzeit von Taylor und Wheeler im Spektrumverlag erschienen". Darin wird die SR in ganz kleinen Schritten sehr verständlich erklärt und an konkreten Beispielen durchgerechnet . Ich kann mir nicht vorstellen, daß es zu diesem Thema ein besseres Buch gibt. Es ist so, daß die Energie und nicht die Masse relativistisch ist. Die Masse ist in der Tat invariant und der Begriff "Ruhemasse" somit überflüssig oder sogar unsinnig. 

Antwort
von lks72, 76

Das ist eine Frage der Definition. Nimmt die Masse als Maß für die Trägheit eines Körpers, dann nimmt die Masse mit m = m0 / wurzel(1-v^2/c^2) zu und die Formel E = m * c^2 stimmt absolut. Hier sieht man dann, dass eine der Größen E und m überflüssig ist, also kann man genauso gut (in der Hochenergiephysik so üblich) m als Ruhemasse nehmen, dann gilt natürlich nicht mehr E = m * c^2, nur in Ruhe.

Wie gesagt, mit richtig oder falsch hat das absolut nichts zu tun, es ist eine reine Definitionssache, was mit m gemeint ist.

Antwort
von Reggid, 57

in der schule habt ihr ein hoffnungslos veraltertes und sinnlosen konzept von masse gelernt, in dem skript steht es so wie es in der physik seit fast hundert jahren verstanden wird.

was dein lehrer jetzt bei der prüfung hören will damit er/sie zufrieden ist, dass weiß ich natürlich nicht....

Antwort
von grtgrt, 57

Jede Quantifizierung von Zeit oder Masse ist subjektiv.

Jeder Beobachter, relativ zu dem sich ein Objekt bewegt, hat den Eindruck, dass die Masse des Objekts bei zunehmender Geschwindigkeit zunimmt. 

Gegen Ende der Notiz http://greiterweb.de/zfo/Relativ.htm#msgnr0-144 findet sich sogar ein Beweis für diesen -- nur scheinbar stattfindenden --Massenzuwachs.

Kommentar von grtgrt ,

Längenkontraktion, Zeitdilatation und relativistischer Massenzuwachs sind nur beobachtungstechnisch begründete Effekte (zurückzuführen auf die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit).

Kommentar von grtgrt ,

Genau deswegen sind diese Effekte auch aus Sicht unterschiedlicher Beobachter unterschiedlich groß (natürlich nur dann, wenn sich diese Beobachter relativ zum Objekt verschieden schnell bewegen).

Kommentar von grtgrt ,

Man kann es auch so ausdrücken:

Die Masse (= Ruhemasse = träge Masse = schwere Masse) eines Objekts hat verschieden großen Wert, je nachdem aus welchem Bezugssystem heraus man sie betrachtet.

Kommentar von Reggid ,

die ruhemasse (=masse) eines objekts ist eine invariante größe. die hat in jedem bezugssystem denselben wert.

Kommentar von grtgrt ,

Irgendwo habe ich mal gelesen, dass Einstein selbst eine Empfehlung zum Gebrauch des Begriffs "Masse" gegeben hat. Leider finde ich diese Stelle nicht mehr. Kennen Sie sie?

Kommentar von grtgrt ,

Erledigt: Habe die Stelle (den Wechsel im Wortgebrauch) wieder gefunden : https://de.wikipedia.org/wiki/Masse\_%28Physik%29#Wechsel\_im\_Wortgebrauch

Kommentar von grtgrt ,

Richtig also wäre zu sagen:

Die relativistische Masse (= träge Masse = schwere Masse) eines Objekts hat verschieden großen Wert, je nachdem aus welchem Bezugssystem heraus man sie betrachtet.

Kommentar von Reggid ,

Richtig wäre es:

Die relativistische Masse (= Energie) eines Objekts hat verschieden großen Wert, je nachdem aus welchem Bezugssystem heraus man sie betrachtet

die "relativistische masse" mR=m / Wurzel[1-v²/c²] kann nicht einfach als träge oder schwere masse der klassischen physik interpretiert werden.

weder kann sie die trägheit im sinn von F= m * a beschreiben, noch kann sie als alleinige quelle der gravitationswirkung gesehen werden.

so funktioniert die relativitätstheorie einfach nicht, und daher sollte man die energie auch einfach nur "energie" nennen, und sich nicht irgendwelche neuen namen wie z.B. "relativistische masse" dafür ausdenken.



Kommentar von grtgrt ,

Vielen Dank für diese Klarstellung.

Wenn man als Beobachter allerdings sieht, dass kein Objekt durch noch so hohe und lang anhaltende Beschleunigung auf Lichtgeschwindigkeit gebracht werden kann, hat man schon den Eindruck, dass zunehmend größer werdende relativistische Energie mit einer Erhöhung seiner Trägheit einhergeht (natürlich immer nur aus Sicht des Beobachters).

Kommentar von Reggid ,

ja, das ist auch so, aber der proportionalitätsfaktor zwischen einer parellel zur bewegungsrichtung wirkenden kraft und der beschleunigung ist m * g³, und somit um einen faktor g² größer als die "relativistische masse"

Antwort
von ALEMAN2015, 71

Die 3 Statements in deinem Skript sind richtig. Leider hat sich das noch nicht bis in die Schulen herumgesprochen. Um bei deiner Pruefung keine Schwierigkeiten zu bekommen, solltest du dich sclau machen, auf welcher Linie die Pruefungsinstitution liegt.

Antwort
von GTA5USER, 73

Es gibt keine relativistische Masse, lediglich der relativistische Impuls nimmt zu. Man kann es zwar so rechnen, es wird aber nicht als real angesehen. Von daher ist die relativistische Masse tatsächlich Unsinn.

Steht auch nochmal genauer erklärt auf Wikipedia!

https://de.wikipedia.org/wiki/Masse_%28Physik%29#Relativistische_Masse

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