Wenn eine Fliege in einem fahrenden Auto ist, ist sie dann genau so schnell wie das Auto?

Das Auto welcher sich gleichförmig bewegt kann als "Inertialsystem" verstanden werden. Es gilt für alle Inertialsysteme:

• In allen Inertialsystemen gelten die gleichen Physikalischen Gesetze

Es würde also keinen Unterschied machen ob du eine Tasse Kaffee im Zug oder bei dir Zuhause am Küchentisch trinkst, die Tasse Kaffee wird dir nicht entgegenspringen nur weil sich der Zug mit einer Geschwindigkeit v bewegt.

Vom Bahnsteig aus betrachtet wird die im Zug ruhende Tasse Kaffee ebenfalls mit einer Geschwindigkeit v(Tasse)=v(zug) wahrgenommen.

Analog zur gleichförmigen Bewegung des Fahrzeugs heißt es:

Eine im Auto ruhende fliege bewegt sich zusammen mit dem Auto mit der gleichen Geschwindigkeit relativ zur Fahrbahn. Relativ zum Auto ist die Geschwindigkeit der ruhenden Fliege 0.

Geschwindigkeiten von bewegten Objekten im Inertialsystem wie z.b. bewegte Objekte im Zug die vom Bahnsteig aus betrachtet werden können Grundsätzlich erstmal miteinander verrechnet werden.

Das heißt. Ein Stein welcher in einem Zug mit einer Geschwindigkeit von v(stein)=5km/h in Fahrtrichtung geworfen wurde wird von Außen betrachtet die Geschwindigkeit:

v(stein)+v(Zug)=v(relativ zum Bahnsteig)

wahrgenommen. Das ist die Realität wie wir sie wahrnehmen alles andere würde für uns keinen Sinn machen. Das heißt die Masse des Steins würde aus unserer Sicht aus "klassischer Sicht" erhalten bleiben (Massenerhaltung) warum sollte sich die Masse des Steins in Abhängigkeit von seiner Bewegung auch ändern? Die Zeit t ist die selbe im Zug wie auch am Bahnsteig. warum sollte auch die Zeit anders vergehen?

Jedoch stellen wir fest, wenn wir annehmen, dass die Lichtgeschwindigkeit c=3*10^8m/s die kosmische Geschwindigkeitsbegrenzung darstellen soll und nichts schneller ist, dass es Probleme gibt. Ein Beispiel:

Der Stein bewegt sich nun mit der Geschwindigkeit v(stein)=c=3*10^8m/s

Der Zug bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von v(zug)=150km/h≈42m/s

Wenn wir jetzt annehmen, dass sich die vom Bahnsteig wahrgenommene Geschwindigkeit aus:

v(stein)+v(zug)

ergibt, würde es bedeuten, dass unser Stein vom Bahnsteig aus gesehen mit über Lichtgeschwindigkeit bewegt. Das geht aber nicht. Demnach:

v(stein)+v(zug)

ist falsch!

wir brauchen eine Mathematische Lösung wie wir das Problem lösen kann. eine Art Faktor der die Geschwindigkeit auf Lichtgeschwindigkeit c begrenzt und das war die Idee:

und jetzt denken wir mal nach. Wir kennen das Weg Zeit Gesetz:

s=v*t

Der Stein legt in einer Sekunde 3*10^8m Strecke zurück. im GLEICHEN ZEITRAUM legt aber der Zug in einer Sekunde 42m zurück. Das heißt wir haben insgesamt eine Strecke von s=42m+3*10^8m.

das heißt je schneller der Zug fährt, desto mehr wird sich die Strecke s verändern. Die Geschwindigkeit v ist doch aber KONSTANT! nämlich c=3*10^8m/s somit gibt es in der Gleichung:

s=v*t

nur noch eine Variable die sich ändern MUSS! und das ist t. Die Zeit ändert sich. In bewegten Objekten haben wir also automatisch einen anderen Verlauf der Zeit. Das ist die logische Konsequenz wenn wir sagen, dass die Lichtgeschwindigkeit absolut ist.

Und damit bewegen wir uns auch schon geradewegs Richtung spezielle Relativitätstheorie.

Das heißt aber nicht, dass

v(zug)+v(stein)

und die ganzen newtonschen Überlegungen falsch sind. Sie haben ihren Platz in unserer Welt, denn sie sind gut anwendbar auf kleine Geschwindigkeiten relativ zur Lichtgeschwindigkeit. um die 100. Nachkommerstelle Ungenauigkeit muss man sich nun wirklich nicht streiten. Je näher wir aber der Lichtgeschwindigkeit kommen desto mehr bekommt die Relativitätstheorie eine Bedeutung bis wir sie nicht mehr ignorieren können.

Spinnen wir die Überlegungen weiter wird auch klar, dass nicht nur die Zeit sondern auch die Massen und Längen sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ändern. Hier fängt die Physik langsam aber Sicher damit an einen Weg einzuschlagen indem im Wahrsten Sinne des Wortes nichts mehr so ist wie es scheint.

Es gibt keine "Schnelligkeit" in der Physik. Nur eine Bewegung relativ zu einem anderen Bezugssystem. Alle Bezugssysteme sind gleichwertig.

Aber nur wenn sie mitfährt.

Würde sie selber darin fliegen - und dabei wäre es egal ob in Fahrtrichtung oder nicht - wäre sie, entsprechend ihren Fähigkeiten in Kombination mit der Relativitätstheorie, nur ca. 10 km/h schnell, denn sie bewegt sich ja relativ zur Umgebung; in diesem Fall also das Auto.

Ansonsten wäre es ja auch machbar, dass man in einem Flugzeug, was z.B. 3~4 km/h unter Schallgeschwindigkeit fliegt, nur in Flugrichtung rennen müsste, um die Schallmauer zu durchbrechen. Aber das ist natürlich so nicht möglich, da sich die Luft innerhalb des Flugzeugs ja mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Flugzeug selbst bewegt.

Entweder sogar schneller oder langsamer oder gleichschnell je nachdem welche Richtung sie fliegt.

kluges Kerlchen ;)

und das sogar wenn Sie nach hinten zum Heckfenster fliegt