Frage von michi4560921, 69

Würfall Zufall Gedankenexperiment?

Hallo
Ich habe mir folgendes Überlegt:
Wenn ein Würfel im exakt gleichen Winkel mit der genau gleichen Geschwindigkeit, in einem Vakuum, wo die Gravitation gleichmäßig und konstant auf ihn wirkt mehrere Male fallen gelassen wird, müsste er im Prinzip immer auf der gleichen Zahl aufkommen oder?

Vielen Dank für eure Antworten.

Antwort
von sarahj, 30

Im Prinzip ja. In einem Gedankenexperiment.
Und bei einem Würfel vermutlich auch praktisch.

In der Praxis lassen sich nicht alle Einflüsse ausschalten.
Angenommen, er fällt genau auf die Kante, dann könnten natürlich allerlei Schwerkrafteinflüsse das Experiment beeinflussen (Stellung der Planeten?). Vollständiges Vakuum ist auch nicht technisch machbar, Wärmeausdehnung des Würfels usw.
Aber wie geschrieben: bei einem Würfel vermutlich nicht - bei einem Mehrbandenspiel im Billard schon...

https://de.wikipedia.org/wiki/Chaosforschung


Antwort
von atoemlein, 21

Wie exakt wäre denn "exakt"?

Jede noch so kleine Abweichung irgendeiner Anfangs- oder Umgebungsbedingung wird ein total anderes Resultat bringen.

Schon durch das erstmalige Aufschlagen werden Unterlage und der Würfel deformiert und auch erwärmt, er wird deshalb auch bei absoluter Exaktheit des Winkels nie gleich fallen.

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 5

Ich habe mir auch schon mal Gedanken darüber gemacht und bin zu dem Schluss gekommen, dass dies der Fall ist (allerdings muss man einen Roboter würfeln lassen). Würfel"zufall" ist kein echter Zufall, sondern deterministisches Chaos, das von Zufall oft nur schwer zu unterscheiden ist. Deterministisch, weil das Ergebnis tatsächlich durch die Ausgangslage kausal determiniert ist, Chaos, weil jede noch so geringe Abweichung in den Anfangsbedingungen - oder auch in den Bedingungen, die zwischendurch herrschen - ein völlig anderes Ergebnis zur Folge hat.

Kommentar von michi4560921 ,

Exakt. Ich bin Ihrer Auffassung. Die Illusion des Zufalls. Was meinen laplaceschen Dämon jedoch Zufall bringt ist die Quantenmechanik. Darin scheint tatsächlich ein objektiver Zufall zu existieren (sehr interessant: http://www.forphys.de/Website/qm/gloss/g15.html ).
Dies ist für mich noch immer weitgehend unverständlich.

Kommentar von SlowPhil ,

Feynman hat behauptet,

niemand verstehe

die Quantenmechanik. Dr. Sheldon Cooper würde trotzdem sagen, es gebe keinen Zufall, sondern nur unterschiedliche Pfade durch das Multiversum aller Möglichkeiten. Na gut, welche Pfade wir einschlagen, ist vielleicht wirklich Zufall.

Antwort
von Samy795, 30

Wenn es keine Reibung gibt, die dem Würfel irgend einen Drehimpuls mitgibt, hast Du Recht.
Die Luft ist da bereits eine entscheidende Reibungsquelle, die man durch ein vollständiges Vakuum eliminiert. Eine andere Reibungsquelle wären aber auch die Finger. Wenn man den Würfel mit zwei Fingern hält, muss man darauf achten, dass beide Finger gleichzeitig loslassen. Eine Minimale Verzögerung auf einer Seite könnte da schon wieder eine Rotation verursachen. Wie sehr sich das auswirkt, kommt natürlich auch auf die Höhe des Falls im Vakuum an.
Das ist aber alles nur Theorie. Ein praktischer Versuch ist alleine deswegen nur annähernd möglich, weil wir nicht in der Lage sind, ein wirklich vollständiges Vakuum zu erzeugen.

Antwort
von dompfeifer, 32

Das gilt für den Fall, dass der Würfel jeweils ohne Drehimpuls abgeworfen wird oder mit einem jeweils gleichartigen Drehimpuls.

Antwort
von defender90, 27

ja, weil alle ausgangskomponenten ebenfalls gleich sind

Antwort
von Roderic, 27

Wenn...wenn...wenn..., dann in der Tat - ja.

Die Frage ist allerdings, ob du alle deine Wenns tatsächlich realisieren kannst.

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