Simulierte Schwerkraft durch zwei Eigenrotationen?

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3 Antworten

iks72 hat genau den Knackpunkt deines Gedankenexperimentes aufgezeigt:

In einem absolut leerem Universum (ohne die sogenannten "fernen Massen" - siehe Link) kannst du eine Rotation deiner imaginären Kugel nicht feststellen, weil du keinerlei äußeres Bezugssystem hast, relativ zu dem eine Rotation gemessen werden kann.

Ohne diese fernen Massen würde es keine Fliehkräfte geben.

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

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Kommentar von lks72
28.10.2015, 16:31

Danke für den Link, mir ist der gute Ernst Mach nicht mehr eingefallen :-)

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Kommentar von Smud1
28.10.2015, 16:37

In Gedankenexperimenten ist alles möglich. Da ist eine Hohlkugel und die dreht sich. Mir geht es nur um die Auswirkung der Fliehkraft.

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Zunächst einmal gibt es in einem Universum ohne Materie keine Rotation, dies aber nur nebenbei. Machen wir es also etwas realtistischer und neben eine rotierende Kugel im realen Weltraum. Steht man an der Innenseite der Kugel, dann wirken zwei Kräfte auf einen: Die Zentrifugalkraft nach außen und die Kraft des Bodens auf die Füße nach innen. Da die Kräfte unterschiedlicher Herkunft sind, die Zentrifugalkraft ist eine Volumenkraft, die im ganzen Körper angreift, wohingegen die Kraft des Bodens eine Oberflächenkraft ist, ensteht genauso ein Gefühl der Schwere, wie wir es vom normalen Alltag her kennen. Die Frage ist nun, ob man trotzdem unterscheiden kann, ob man auf einer normalen Erde lebt oder sich dreht, und diese Antwort ist ja! Zum einen ist die geometrische Struktur des Zentrifugalfeldes eine andere wie die des Gravitationsfeldes eines Planeten. Das letztere ist ein 1/r^2 Feld, das erste ein r Feld (oder anders: Das erste ist radialsymmetrisch, das zweite ist zylindersymmetrisch). Ìn jedem Fall muss man sich dazu aber an andere Stelln bewegen und jeweils Messungen der lokalen Gravitationsfeldstärke durchführen, an einem Punkt kann man dies nicht unterschieden. Der zweite Unterschied ist, dass das Zentrifugalfeld zwei Anteile hat, einen statischen, der für die Zentrifugalkraft verantwortlich ist, und einen dynamischen, der die Corioliskraft erzeugt. Dieser dynamische Anteil hängt nicht vom Ort ab, aber von der Geschwindigkeit, mit der man sich relativ zum rotierenden Bezugssystem bewegt. Nimmt man also ein schnell rotierendes Rad in dieser "künstlichen Erde", dann wird dieses Rad durch die Corioliskraft abgelenkt und man merkt, dass man auf einem rotierenden Bezugssystem ist (und man kann damit auch die Winkelgeschwindigkeit ermitteln).

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Kommentar von Smud1
28.10.2015, 14:26

Vielen Dank für Deine ausführliche Antwort.

PS: Das ist ein Gedankenexperiment und in einem solchen kann es eine rotierende Hohlkugel geben, sogar ohne Universum.

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Kommentar von lks72
28.10.2015, 16:43

egal ob dein Universum oder nicht. gibt es sonst keine Massen, dann würde es auch keine Zentrifugalkraft geben und eine Drehung wäre prinzipiell nicht feststellbar, überhaupt keine Beschleunigung.

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