Beschleunigen wir nach oben?
Wir gucken mal auf meine wunderbare Abbildung. Abbildung 1 Zeigt eine seitlich liegende Wasserflasche in einem Auto was beschleunigt. Wenn das Auto beschleunigt, wird das Wasser der Flasche ja entgegen der Beschleunigung "nach hinten" gedrückt denn es wird ja nach vorne beschleunigt.
Wenn wir jetzt die Wasserflasche auf die Erde stellen, wird das Wasser ja auch nach unten gezogen, heißt es also wir beschleunigen die ganze Zeit nach oben? Eigentlich müsste es ja sein, denn im Auto bewegt sich das Wasser ja auch entgegengesetzt der Beschleunigung.
Warum ist das so?
Wirkt Gravitation nach oben?
6 Antworten
ja, gut beobachtet. das ist der grundgedanke der beschreibung der gravitation in der allgemeinen relativitätstheorie als effekt einer gekrümmten raumzeit
objekte im freien fall sind unbeschleunigt, während der erdboden in der tat konstant mit 9,81 m/s² nach oben beschleunigt.
Dazu gibt es ein video von Veritasium, wo er das ganze anspricht. Woran ich mich aus dem video noch erinnern kann, ist, dass man beschleunigen kann ohne sich tatsächlich zu bewegen. So ganz durchdrungen habe ich das aber noch nicht
Ok, dann gucke ich mir es an. Aber woher kommt dann diese Beschleunigung?
Aber wenn wir in Europa nach oben beschleunigen, was passiert dann bei den Chinesen auf der anderen Seite der Welt?
die beschleunigen auch konstant nach oben.
in einer gekrümmten raumzeit ist es möglich dass man in unterschiedliche richtungen beschleunigt und dabei einen konstanten abstand behält (bzw sogar unterschiedlich beschleunigen MUSS um einen konstanten abstand zu behalten).
genauso wie zwei ursprünglich parallele geraden ihren abstand verändern können.
Dass das Wasser bei Bild 2 unten ist, liegt an der Gravitation. (Was denn sonst?)
Ok, da sind wir uns ja schonmal einig.
Durch die Gravitation werden also alle Objekte beschleunigt. Wenn die Beschleunigung in Richtung Erde wirkt, müsste doch das Wasser nach oben gedrückt werden, oder?
Aber hier wird es ja nach unten "gezogen".
Wie kommst du auf Beschleunigung? Es ist mehr eine konstante Kraft, so wie ich das verstehe.
Die Gravitation beschleunigt alles in Richtung Erdmittelpunkt. Die Flasche kann aber nicht durch den festen Boden dringen, daher staut sich das Wasser unmittelbar darüber.
Wenn du die Flasche aus einem Flugzeug fallen lässt, ist Flasche samt Inhalt im freien Fall. In der Flasche würdest du dich schwerelos fühlen.
Am Boden zerrt die Schwerkraft ebenso an dir wie an der Flasche; weil die Flasche aber stillsteht, hält dich die Schwerkraft am Boden der Flasche.
Dasselbe würde passieren wenn die Flasche mit dir darin irgendwo an einer Rakete hinge, die sie permanent mit 9,81 m/s² beschleunigt.
Das nennt sich Äquivalenzprinzip, wie in meiner Antwort genannt.
Im ersten Fall handelt es sich um einen Trägheitseffekt … siehe Kollege Newton… im Prinzip: eine Masse bleibt immer da, wo sie gerade ist.
Im 2. Fall haben wir den Effekt das Massenanziehung… die Megamasse Erde zieht das Wasser + Flasche in Richtung Erdmittelpunkt.
Hält man eine Masse „frei in der Luft“ und läßt sie fallen, dann wird sie ebenfalls von der Erdmasse angezogen und beschleunigt dann mit dem bekannten Wert von g….
Aber ich glaube du hast meinen Punkt nicht richtig verstanden. Wenn wir eine Rakete im leeren Raum haben, und in der Rakete eine Wasserflasche ist, dann passiert erstmal nichts.
Wenn wir die Rakete starten, und sie mit 9,81m/s^2 beschleunigt, dann bewegt sich ja die Rakete, und für einen Außenstehenden ist die Wasserflasche still. Wenn wir aber aus Sicht der Rakete gucken, bewegt sich die Flasche in Richtung Boden der Rakete. Ich hoffe du konntest so weit mitkommen.
Wenn wir jetzt diese beschleunigende Rakete haben, dann wird die Wasserflasche ja auch auf den Boden gedrückt, und der gleiche Effekt wie auf der Erde wird entstehen, und zwar das dass Wasser in Richtung Boden gezogen wird.
Sollte dass dann nicht der gleiche Effekt wie auf der Erde sein, also dass die Beschleunigung "nach oben" wirkt?
Also jetzt wird’s etwas vielschichtig, nun ist noch eine startende Rakete im Spiel und unterschiedliche Bezugssysteme: das Beobachtersystem auf der Erde und das bewegte System der Rakete . Nun ist es schon wichtig, dass du genau beschreibst, was du wissen möchtest. wenn im Auto eine Masse frei rumliegt und es wird beschleunigt, dann fährt sozusagen das Auto unter der Masse weg, die Masse bleibt, wo sie war und letztlich kommt sie mit einem Teil des %ahrzeugs in Kontakt und wird dann mitgenommen. Bei eine senkrecht stehenden Rakete liegt eine freie Masse irgendwo auf dem Boden und drückt auf diesen mit ihrem Gewicht.. startet die Rakete, bleibt sie dort immer noch liegen, allerdings erhöht sich ihr Gewicht um m*Beschleunigung-Rakete.
Die rakete sollte, denke ich, eine analogie zur gravitation sein. Das was er beschrieben hat ist eine rakete im weltraum fernab von jeglicher gravitaion, in der man aber die gleichen phänomene beobachten kann, wie bei uns auf der erde. Daher kann man sich die frage stellen, ob die gravitation vielleicht gar keine richtige kraft ist, sondern etwas anderes. So wie das in der allgemeinen Relativität beschrieben wird
danke… tja, da könnte der Frager ja eine präzisere Schilderung seines Anliegens fallen lassen
Bei der Erde wirkt eine andere physikalische Kraft - die Schwerkraft. Es gibt in dieser Welt verschiedene physikalische Kräfte: z.B. die Kraft der Beschleunigung und Trägheit, die Zentrifugalkraft, die Schwerkraft usw. - diese zwei Beispiele haben also miteinander absolut nichts zu tun. Nein, die Erde fliegt nicht nach oben.
Da im Auto beide Kräfte auf einmal wirken, würde es sogar zeitweise so sein, dass das Wasser im langsam beschleunigenden Auto nach hinten unten schräg drückt - erst wenn das Auto extrem SCHNELL beschleunigt, wird das Wasser geradlinieg nach hinten gedrückt wie auf DEINER Abbildung.
Hoffe du verstehst Physik jetzt besser, LG
Jetzt nur Mal theoretisch:
Es würde aber rnciht gehen, dass das Wasser oben hinten ist, weil wenn sich das Auto so schnell bewegen würde, dass schon die Zentrifugalkraft (-bedal- (?)) auf das Wasser wirken würde, auch das Auto als ganzes abheben würde?
Für eine Zentrifugalkraft etc. müsste sich das Auto irgendwie drehen in meinem Verständnis. Bei einer gerade Straße und einer Geschwindigkeit unter 300km/h wo das Auto sonst zu fliegen beginnen würde, kann ich mir nicht ganz vorstellen, wie das eintreten soll. Also erklär mir vielleicht genauer, wie du darauf kommst oder was du dir vorstellst. Ich denke nicht, dass das Wasser jemals oben hinten wäre, das macht keinen Sinn. Was passieren würde ist, dass bei einer Vollbremsung das Wasser, oben hinten über die Wand wie eine Welle zurück nach vorne zurückschlagen würde und sich dann gleichmäßig unten verteilt.
Ich rede davon, dass eben das Auto so schnell ist, dass durch die Rundung der Erde die Zentrifugalkraft auf das Auto bzw. auch alles drin wirkt.
Würde das Wasser vor dem Auto anfangen zu fliegen, also oben in der Flasche sein? Ich vermute ja jetzt nicht.
Damit das schon so ist, bräuchte das Auto einen Spoiler oder etwas ähnliches, so dass das Auto nicht nur durch die Gravitation am Boden gehalten wird, sondern auch durch den Anpressdruck. Oder liege ich das falsch? Ich hoffe du konntest mit soweit folgen. Und die Erde hätte in diesem Fall natürlich keine Berge o. Ä., sonst würde es für das Auto schwierig.
Ich bin ein Fan von realen physikalischen Ereignissen. Es macht ehrlich gesagt wenig Sinn, sich darüber Gedanken zu machen, was wäre wenn, das Auto so schnell wäre, dass ... das Auto kann so schnell nicht sein, sonst wird es zu einem Flugzeug. Es sei denn es wird mit Schienen am Boden festgehalten. Damit es mit einer solchen Geschwindigkeit fahren kann, dass die Rundung der Erde eine Rolle zu spielen beginnen würde, bräuchte dieser Zug dann also eine Geschwindigkeit, die die eines Düsenjets mehrfach übersteigt. Welcher Zug fährt so schnell? Keiner und wird es auch nie, nichtmal elektromagnetisch. Also leuchtet mir das ganze Beispiel nicht ein.
Gut, nehmen wir an, das "Auto" mit Schienen am Boden festgehalten fährt mit 10-100 facher Überschallgeschwindigkeit um die Welt und crashed alle Berge weg wie Butter... dann könnte ich mir durchaus vorstellen, dass das Wasser nach oben hinten gedrückt wird... doch bei dieser Geschwindigkeit und dem Druck, würde sowieso kein Mensch überleben und was mit dem Wasser unter dem Druck passieren würde, weiß ich auch nicht, vielleicht explodiert es lol. Bleiben wir doch lieber bei Beispielen, die auf dieser Erde Sinn machen und gehen nicht auf irgendwelche theoretischen Ebenen.
Ne, die Physik wurde geschafffen, um für uns relevante Prozesse zu erklären. Sie stützt sich auf reale Beobachtungen, reale Kräfte. Berechnungen, die ins Übernatürliche gehen, sind nicht nachweisbar und fehleranfällig. Wir wissen bis heute bspw. nicht mit Sicherheit, ob die Lichtgeschwindigkeit konstant ist. Was abseits unserer Wahrnehmungsgrenze und im Weltall passiert, übersteigt unsere Vorstellungskraft und Forschungsmittel.
Hm stimmt auch wieder.
Sind das dann in der Astrophysik also eigentlich alles nur Theorien, weil Beweisen wird man von dem wenig können. Zumindest nicht in diesen Maßstäben.
Da will ich mich mal einklinken.
Die Physik wurde nicht wirklich mit einer Intention geschaffen. Sie ist eine Wissenschaft die sich entwickelt hat. Teile von ihr beschäftigen sich mit Problemen unseren alltäglichen Lebens und deren Lösungen. Ein anderer Teil der Physik strebt es aber an neues Wissen zu schaffen und im Idealfall das Universum als Ganzen mut allen Prozessen im Mikos- wie aus Makroskopischen zu erklären.
Für die experimentelle Physik trifft es zu, dass sie auf Beobachtungen oder Messungen aufbaut. Für die theoretische Physik eher nicht. Wir brauchen jedoch nicht zu diskutieren, dass eine theoretische Physik ohne die experimentelle, die dieser vorangegangen ist, gar nicht erst entstanden, bzw. fragwürdig, wäre.
Was die realen Kräft angeht: Wir können genau genommen keine Kräfte messen, sondern nur deren Wirkungen. Ich gebe zu, das ist jetzt etwas Klugscheißerei.
Es gibt Wege "Übernatürliches" und andere Phänomene, die jenseits unserer Vorstellung liegen, zu beweisen. Die Mathematik wird in diesen Gefilden zunehmend wichtiger. Und für mich ist auch das Physik, was wir uns nicht mehr vorstellen können. Die Welt endet ja schließlich nicht dort, wo die Grenzen meiner Vorstellung liegen?!
Ja, ich hatte eine ausführliche Debatte mit meinem ehemaligen Physiklehrer über die Kräfte der Quantenphysik, bis er mir eines Tages gestand: "Mein Sohn, das ist nur ein Modell, ich weiß auch nicht was die Quanten im innersten zusammenhält" (ich hab das jetzt poetischer umgeschrieben mit Faust Anspielung haha) - es gibt auch etliche Beispiele in der Relativitätstheorie (hab jetzt vergessen ob allgemeine oder spezielle), die sich mit schwer vorstellbaren Lichtgeschwindigkeitsparadoxa beschäftigen (was passiert, bei doppelter lichtgeschwindigkeit, wenn lichtgeschwindigkeit bereits die schnellste geschwindigkeit ist etc.) - diese Gedankenexperimente machen in etwa so viel Sinn wie Definition periodischer Zahlen in der Mathematik. Ich bin nunmal der Ansicht, dass 0,9 periodisch nicht 1 ist, auch wenn das angeblich stimmen soll und schlüssig präsentiert wird. Gewisse Dinge übersteigen unsere Vorstellungskraft und Einschätzungskraft und werden in ihrer Betrachtung und Erklärung oft ungenau und schwammig. Klar, die theoretische Physik ist spannend und wichtig, aber ich begegne ihr mit viel Skepsis.
Die Wirkung der Gravitation wird so empfunden, als ob nach oben beschleunigt. In Wirklichkeit beschleunigen wir aber nicht nach oben.
Nur die Auswirkung von Beschleunigung und Gravitation ähneln sich zum Verwechseln.
Aber wenn wir nicht nach oben beschleunigen, warum wird dann das Wasser in den Boden der Flasche gedrückt, genau so wie beim Auto?
Weil Beschleunigung und Gravitation die gleichen Auswirkungen zeigen.
Aber wenn wir nicht Beschleunigen, warum entstehen dann diese Auswirkung durch die Gravitation?
Aber wenn wir in Europa nach oben beschleunigen, was passiert dann bei den Chinesen auf der anderen Seite der Welt?