Wenn man durchs All fallen würde, würde man immer schnell und schneller werden?

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4 Antworten

Es gibt ein übergeordnetes Prinzip, dem auch diverse Naturgesetze genügen müssen: Galileis Trägheitsprinzip.

Jeder Körper verharrt im Zustand der Ruhe bzw. der geradlinig-gleichförmigen Bewegung, solange nicht eine Kraft diesen Zustand ändert. Vielleicht kennst Du Newtons Formel für einen Körper der (trägen) Masse m,

(1) |F› = m⋅|a› = m(d|v›/dt),

wobei |F› die Kraft, |a› die Beschleunigung (=Änderung der Geschwindigkeit) und |v› die Geschwindigkeit ist. Wichtig ist dabei, dass dies alles Vektorgrößen, Größen mit Richtung, sind. Eine Änderung der Geschwindigkeit kann auch darin bestehen, dass sich nur die Richtung ändert, zum Beispiel bei einer Kreisbahn.

Geradlinig - gleichförmige Bewegung lässt sich von Ruhe übrigens nicht physikalisch unterscheiden. Dies ist das Relativitätsprinzip von Galilei.

Er entdeckte im Übrigen auch, dass die sog. schwere Masse mit der trägen Masse übereinstimmt. Dies sollte später Einstein zum Äquivalenzprinzip führen, dem zufolge sich ein homogenes Schwerefeld rein physikalisch nicht von einer durch eine Beschleunigung erzeugten Trägheitskraft unterscheiden lässt.

Theoretisch könnte man ständig gleichmäßig beschleunigen und sich dabei vorstellen, der Weltraum sei von einem homogenen Gravitationsfeld durchzogen, gegen das nur man selbst sich zur Wehr setze und an Ort und Stelle bleibe, während alles andere an einem vorbei falle. Das würde dabei tatsächlich immer schneller, und zwar - solange man sich noch im Newton'schen Grenzfall

v ≪ c

befindet, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist - proportional zur Zeit.

Auf die Verhältnisse außerhalb des Newton - Limes muss man die Relativitätstheorie anwenden, die übrigens sehr wohl etwas mit dem Relativitätsprinzip zu tun hat.

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Mugwump 10.07.2017, 20:42

Wow so viel Matte O_O. Jetzt frage ich mich aber ob ich falle, oder alles um mich herum fällt. Ist ersteres, oder letzteres die egoistischere Ansicht?

 Danke jedenfalls für die Antwort, aber irgendwie bin ich mir nicht sicher, ob ich das gerade alles verstanden habe. @_@

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SlowPhil 10.07.2017, 22:25
@Mugwump

Wow so viel Matte O_O.

Das ist nicht viel Mathe. Ich habe eine einzige richtige Formel drin.

Jetzt frage ich mich aber ob ich falle, oder alles um mich herum fällt. Ist ersteres, oder letzteres die egoistischere Ansicht?

„Egoistisch“ oder „weniger egoistisch“ ist keine Kategorie hier. Freier Fall ist ja nicht unbedingt etwas Negatives, aber auch nicht unbedingt etwas Positives.

Der Begriff des freien Falls, wie ich ihn hier verwende, bedeutet vor allem, dass etwas der Gravitation widerstandslos folgen kann, es also keine Gegenkraft gibt. Wenn Du frei fällst, spürst Du keine Schwere, egal ob Du vertikal bzw. radial fällst, einen Parabelflug absolvierst oder um einen Himmelskörper herumorbitierst.

Wenn Du hingegen Schwere spürst, fällst Du vielleicht, aber Du fällst nicht frei.

Wenn Du im freien Weltraum bist, weit weg von Himmelskörpern, spürst Du ebenfalls keine Schwere und kannst diesen Zustand wahlweise als Ruhe, geradlinig-gleichörmige Bewegung oder eben als freien Fall interpretieren. Im Letztere Fall benutzt Du ein gleichförmig beschleunigtes Koordinatensystem als Bezugssystem, relativ zu dem quasi alles frei fällt, naürlich in dieselbe Richtung wie Du, deshalb merkst Du nichts davon.

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Zunächst ist jede Geschwindigkeitsbestimmung relativ. Im irdischen praktischen Alltag beziehen wir Geschwindigkeitsangaben gewöhnlich auf einen Standort an der Erdoberfläche unter Vernachlässigung von dessen Bahngeschwindigkeit um die Erdachse, der Erdbahngeschwindigkeit um die Sonne, der Sonnenbahngeschwindigkeit um das Milchstraßenzentrum u.s.w. Im Kosmos müssen wir also zu jeder Geschwindigkeitsangabe das dazu willkürlich ausgewählte Bezugssystem nennen.

Weiterhin ist auch im freien Fall (ohne jeden Antrieb) die Geschwindigkeits-zunahme durch eine Gravitationskraft für das Objekt nicht bemerkbar. Natürlich kannst Du theoretisch direkt auf die Erde fallen, auf den Mond oder auf die Sonne. Dabei würdest Du in Richtung des jeweiligen Himmelskörpers beschleunigt (d. "schneller werden" durch Fallbeschleunigung). Anders herum gesagt: Wenn Du unablässig "immer schneller" würdest, dann würdest Du früher oder später auf einem Himmelskörper aufprallen. Wenn nicht, dann nicht.

Im Regelfalle fliegt ein Körper im All aber ohne Zusammenprall herum. Dabei kann er mit einer weitgehend konstanten Bahngeschwindigkeit um einen Zentralkörper fliegen (Kreisbeschleunigung) wie z.B. die Erde um die Sonne. Er kann auch stattdessen als "Nicht-Satellit" durch das Weltall schweben, wobei er durch die Gravitation benachbarter Himmelskörper immer wieder in unterschiedliche Richtungen beschleunigt wird. Dabei ändert sich natürlich zu jedem ausgewählten Bezugssystem ständig die Geschwindigkeit. Da wird er je nach Perspektive einmal "schneller" und einmal "langsamer".

Zum Vergleich: Wenn ich in einem anfahrenden Bus zunehmend schnell nach hinten laufe, dann werde in Bezug auf den Bus immer schneller, in Bezug auf die Straße aber vielleicht immer "langsamer", weil ich gegenüber dem Bus immer weiter zurück bleibe.

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dompfeifer 10.07.2017, 21:33

Und wenn Du aus einem Raumschiff im Orbit ohne Rückkehr aussteigst, dann wirst Du nicht allmählich zu Weltraummüll, sondern Du bist es vom Augenblick des Ausstiegs bis in alle Ewigkeit. Wenn es dort keinen Luftwiderstand gibt, wirst Du ewig um die Erde kreisen.

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Klar gibt es Schwerkraft. Ob du im Weltall beschleunigst hängt davon ab, ob da eine Kraft ist, die dich beschleunigt. Da bietet sich die Schwerkraft geradezu an.

"Fällst" du also zB auf die Sonne zu, würdest du auch immer schneller werden, bis du dann verbrennst. Der Beschleunigung der klassichen Mechanik sind also idR Grenzen gesetzt und eine davon ist die Kollision mit der Ursache.

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Wir haben im All ein Vakuum. Das heißt, du würdest einfach immer mit der selben Geschwindigkeit fallen/fliegen, bis dich ein Planet oder eine größere Masse durch ihre Anziehungskraft an sich zieht. 

Die Sonne zieht beispielsweise die Erde an, trotz der weiten Entfernung. Du kannst dir also vorstellen, wie weit solche Kräfte reichen. Irgendwann würde dich also ein Planet anziehen, du würdest beschleunigen und eventuell verglühen (wenn Atmosphäre vorhanden). Oder aber mit voller Wucht am Planeten zerschellen. 

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Mugwump 09.07.2017, 21:52

Hm ... okay, also würde ich mit gleichbleibender Geschwindigkeit fallen/schweben bis mich was aufsammelt. Macht Sinn. Danke. ;-D

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SlowPhil 10.07.2017, 08:05

Das mit der gleichbleibenden Geschwindigkeit würde ich freilich nicht als „Fallen“ bezeichnen.

Außerdem ist Bewegung relativ, insbesondere, wenn sie geradlinig - gleichförmig ist. Du kannst also auch Dich als ruhend auffassen. Wenn ein Himmelskörper sich nähert (oder Du Dich ihm), wird die Anziehungskraft zwischen dem Himmelskörper und Dir - die im Prinzip immer, auch auf beliebige Entfernungen hin - stärker und rückt in den messbaren Bereich. Dann ändert sich im Wesentlichen Deine Geschwindigkeit, einfach weil Du weniger Masse hast. Der Himmelskörper wird auch von Dir angezogen, und zwar mit (betragsmäßig, die Richtung ist entgegengesetzt) derselben Kraft, nur dass er entsprechend seiner Masse weniger darauf reagiert.

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Mugwump 10.07.2017, 20:45
@SlowPhil

Okay, ich werde nicht schneller und nicht langsamer, aber gleichbleibend tue ich auch nicht? Häh? ... was mache ich dann überhaupt? Oder mache ich nichts und alles andere macht was um mich herum? Jetzt bin ich verwirrt ...

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GulschSueppchen 10.07.2017, 20:55
@Mugwump

Ignoriere diesen unnötigen Kommentar von SlowPhil. So wie ich das beschrieben hab ist das schon richtig. Machs dir nicht unnötigerweise kompliziert. 

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