Das ist ja eher eine philosophische Frage. Trotzdem würde ich schon auch deiner Auffassung zustimmen. Siehe es mal so: (sichtbares) Licht und seine Farben sind auch nur Wellen. Diese werden irgendwie durch einige Prozesse erzeugt, reflektiert, absorbiert, ... aber die Information, dass wir dadurch etwas "sehen", also wahrnehmen und als Objekt mit Farbe interpretieren, passiert nur in unserem Kopf. Die Natur macht keine Aussage darüber, ob da nun ein Apfel auf dem Tisch liegt oder nicht, sondern reflektiert das Licht von seiner Oberfläche nur so, wie es die Physik möchte. Viele Sterne die man am Nachthimmel sieht, sind teilweise auch nicht mehr da. Trotzdem würden wir behaupten, dass man sie "sehen" kann.

Beim Schall ist es ja eigentlich noch deutlicher, weil wir auch im Alltag den Unterschied zur Erzeugung und Wahrnehmung merken können. Denke an Blitze und Donner. Wir "sehen" den Blitz und wissen, dass zu diesem Zeitpunkt auch durch die starke Expansion der Luft eine Druckwelle erzeugt werden muss. "Hören" tun wir es aber erst später. Wir würden nie auf die Idee kommen zu sagen, dass ein Blitz einen Ton erzeugt, solange wir ihn nicht selbst hören.

Letztendlich wird das aber, wie vieles in der Philosophie, ein rein sprachliches Problem sein. Wir haben nunmal den physikalischen Hintergrund einer Schallwelle anders genannt, als unsere Wahrnehmung davon. Das ist zwar irgendwie sinnvoll, aber stößt halt auf Redundanzen oder Interpretationsproblemen wie dieses hier.

Ich bin der Meinung wir geben der Natur eine Bedeutung. So wie ein Stein an sich nicht gut oder schlecht sein kann, so kann auch eine Druckwelle in der Luft nicht laut oder leise sein. Es sind Eigenschaften, die wir aufgrund unserer Wahrnehmung oder Interpretation so vergeben.

Ein ebenfalls interessantes, fortschrittlicheres Problem, welches quasi eine Fortführung von dieser Diskussion ist, ist die Frage, ob sowas wie ein Elektron als Quantenobjekt wirklich existiert. Offensichtlich existiert irgendwas davon, weil man es messen kann, aber ist es das Potential zur Messung? Die Wellenfunktion? Oder tatsächlich ein Teilchen? Da streiten sich einige aufgrund des gleichen Problems.

Leider ist die Frage etwas schwer verständlich, aber ich versuche mal so kohärent zu antworten wie möglich.

Ganz egal wie schwer die Sache ist. Wenn ich beim autofahren Bremse, bewegt sie sich genauso schnell, wie eine leichte Sache nach vorne.

Der genauere Wortlaut wäre "[...] beschleunigt sie genauso schnell [...]". Das wäre in dem Fall richtig, unter Vernachlässigung von Reibung. Das ist die Trägheit von messebehafteten Körpern.

G Bremskraft beschleunigt Sache mit "beliebigem" Gewicht in Kg

Suche das Formelzeichen für den Ausdruck Gewicht "Beliebig" im Bezug zu der Newtonschen Beschleunigung 👈

Also das beste was ich hier bieten kann ist das 2. Newton'sche Axiom bzw. die Grundgleichung der Mechanik. Diese lautet



wobei F die Kraft ist (also in deinem Beispiel die Bremskraft, die auf dem Auto beim Bremsen wirkt).

m ist die Masse des jeweiligen Körpers. Der Zusammenhang zum Gewicht ist



wobei F_G das Gewicht ist und g die konstante Fallbeschleunigung.

Das a in obiger Gleichung ist die Beschleunigung. Also die Änderung der Geschwindigkeit pro Zeit. In dem Beispiel vom Auto wäre sie negativ und beschreibt genau die Beschleunigung vom Auto relativ zur Straße.

Diese Kraft wirkt aber erstmal nur auf das Auto. Die Körper in dem Auto (sofern wir Reibung vernachlässigen), erfahren eben keine Kraft, wodurch sie weiter geradlinig geradeaus bewegen möchten. D.h. die bessere Perspektive wäre zu sagen, dass du dich beim Bremsvorgang relativ zu diesen Körpern bewegst und nicht andersherum. Man kann aber trotzdem die F=m*a Gleichung auf diese Köper anwenden. In dem Fall spricht man dann auch von einer "Scheinkraft".

Wenn man Reibung berücksichtigt ist es nicht mehr egal wie schwer die Körper sind. In dem Fall hängt die Reibung nämlich vom Gewicht ab. Je schwerer ein Körper ist, desto geringer wird seine Beschleunigung beim Bremsvorgang relativ zum Auto sein.

Unter idealen Bedingungen (also Vernachlässigung von Streufelder, unendlich ausgedehnte Platten bzw. große Platten gegenüber dem Abstand etc.), dann ja. Grund dafür ist die Tatsache, dass die Stärke vom E-Feld unter diesen Bedingungen nur von den Ladungsdichten an den Platten abhängt (welche konstant ist).

Das elektrische Potential bei homogenen E-Feldern ist einfach



wobei x_0 das Referenzpotential ist, bei dem wir phi(x_0)=0 setzen (wie bei der potentiellen Energie, wo man den Nullpunkt auch beliebig setzen kann). Diese Argumentation funktioniert dann eben nur, wenn kein Kontakt zur Spannungsquelle besteht, weil sonst die Spannung konstant gehalten wird.

Wenn wir den Abstand der Platten also um ein delta d erhöhen folgt für das E-Feld:



und das ausschreiben vom letzten Term ergibt dann wieder



also das gleiche E-Feld wie zuvor.

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Für Fortgeschrittene:

Das Argument aus dem ersten Absatz von oben kann man aufgrund der 1. Maxwellgleichung begründen. Mit dem Gauß'schen Satz folgt:





wobei sigma die Flächenladungsdichte darstellt. Hier wird eben angenommen, dass das E-Feld homogen ist aufgrund der Symmetrie und demnach die Beiträge außerhalb von beiden Platten verschwinden, weshalb nur über die Fläche auf einer Seite integriert wird.

Das ist nur grob eine Schätzung. Stell dir vor du hast eine Symmetrische Kurve, also der Graph sieht links und rechts von dem Maximum genau gleich aus. Dann muss die Durchschnittsgeschwindigkeit von einer ausreichend großen Teilchenmenge ja genau bei der Geschwindigkeit liegen, die am Maximum liegt (weil es dann eben genauso viele Teilchen unter- und überhalb von dieser Geschwindigkeit gibt). Das ist zwar erstmal argumentiert mit dem Median, aber bei sehr großen repräsentativen Teilchenmengen ist der Median quasi gleich dem Mittelwert.

Die Maxima in deinem Graphen sind jedoch leicht nach links verschoben. Die Durchschnittsgeschwindigkeit muss also leicht rechts von der Geschwindigkeit liegen, die das Maximum erzeugt, da man dann wieder davon ausgehen kann, dass links (kleinere Geschwindigkeiten) genauso viele Teilchen repräsentiert werden wie rechts (größere Geschwindigkeiten).

Wenn das Modell Mathematisch aufgearbeitet wird und dafür Grundprinzipien eingeführt werden können. Ergibt sich eine Theorie

Ich weiß nicht ob die moderne Auffassung von Theorie die strikte Forderung nach Mathematik braucht, aber die Grundprinzipien trifft es eher. Eine Theorie soll "das Dahinterliegende" beschreiben und/oder einführen, sodass die Beobachtungen der Natur damit verträglich sind. Gewichtskraft oder Geschwindigkeit ist beispielsweise etwas, das man direkt messen kann, während z.B. Energie eine theoretische Größe ist, die Eigenschaften hat, die zur Beschreibung oder Verknüpfung von Gewichtskraft und Geschwindigkeit nützlich ist.

Mit der Theorie können Experimente und Beobachtungen wiederum überprüft werden

Eigentlich andersherum: Die Theorie kann mit Experimenten und Beobachtungen überprüft werden. Wenn wir etwas beobachten, dann ist es bereits so und wir können höchstens eine neue oder abgeänderte Theorie schaffen, welche versucht die Beobachtung zu beschreiben und daraus Gesetze oder Regeln abzuleiten die wiederum zu Vorhersagen führen können. Die Art und Weise wie sie dies tut, ist das zugrundeliegende Modell.

Beim Rest stimme ich dir aber vollständig zu!

Prinzipiell ist das über Ableitungen definiert (also über die Änderung der jeweiligen Größen). Beispielsweise gilt für die Geschwindigkeit:



wobei das d einfach eine unendlich kleine Änderung ist, was man dann eben mit einer Ableitung berechnen kann. Genauso gilt für die Beschleunigung:



Wenn sich die Beschleunigung auch nochmal ändert, dann brauchen wir noch einen Schritt mehr. Die Änderung der Beschleunigung wird üblicherweise "Ruck" genannt und wäre demnach



Das Gegenteil der Ableitung (Änderung) ist das Integral (die Fläche unter der Funktionskurve). Damit kann man dann schauen, was passiert, wenn wir einen konstanten Ruck betrachten (also eine lineare Änderung der Beschleunigung):

Erster Schritt (Beschleunigung):



Zweiter Schritt (Geschwindigkeit):



Letzter Schritt (Strecke):



Die Größen mit dem Index 0 sind die Anfangsgrößen bei t=0. Wenn sich ein Körper also mit einem konstanten Ruck bewegt, aber anfangs keine Beschleunigung, keine Geschwindigkeit und keine Startposition besitzt, so berechnet sich die Strecke zu



Der Ruck wäre dann in "Beschleunigung pro Sekunde" angegeben, also mit der Einheit m/s^3. Du siehst übrigens in den Formeln oben, dass für eine konstante Beschleunigung (also j=0) wieder die dir bekannten Formeln für Geschwindigkeit und Strecke rauskommen, also z.B. v=a*t und s=1\2*a*t^2.

Wenn es eine rein theoretische Frage ist, möchte ich sie dir auch theoretisch beantworten:

Der Stromfluss I, gemessen in Ampere [A], gibt einfach nur an, wieviel Ladung pro Zeit durch einen Leiterquerschnitt fließt. Da der typische elektrische Strom aus Elektronen besteht, gibt es also auch indirekt die Anzahl an Elektronen pro Zeit an, die sich durch einen Leiterquerschnitt hindurch bewegen.

Die Spannung U, gemessen in Volt [V], ist jetzt ein Maß dafür, wieviel Energie die Elektronen zur Verfügung haben, wenn sie auf dem Weg vom einen Pol der Spannungsquelle zum anderen gelangen wollen.

Die entscheidende Größe, welche jetzt für deine Frage relevant ist, ist die elektrische Leistung P, die definiert ist als:



welche angibt, wieviel Energie pro Sekunde von den Elektronen abgegeben werden (üblicherweise also an den Leiter). Diese Energie äußert sich dann in Form von Wärme. Hier siehst du also, dass bei gleichem Strom, aber höhere Spannung, auch höhere Leistung vorliegt. Im Endeffekt kann man sich das intuitiv so vorstellen: Wenn die Elektronen eine höhere Spannung durchlaufen, dann haben sie auch mehr Energie zur Verfügung. Wenn aber der gleiche Strom vorliegen soll (also weiterhin gleich viele Elektronen pro Sekunde durch den Leiter fließen sollen), dann muss es ja mehr Widerstand geben, damit die Elektronen trotz höherer Energie abgebremst werden. Es liegt also an dem Widerstand des Leiters, welches letztendlich für die Einstellung von Strom aus Spannung verantwortlich ist über das Ohm'sche Gesetz:



mit dem elektrischen Widerstand R.

Wenn du also weißt, dass ein gewisser Strom (z.B. 10A) bei einer gewissen Spannung anliegt (z.B. 230V), dann kannst du gar nicht fragen, wie groß der Leiterquerschnitt oder aus welchem Material der Leiter sein darf, weil das diese beiden Werte zu Strom und Spannung bereits vorgeben. Würdest du einen kleineren Leiter nehmen, so steigt der Widerstand und dadurch würde sich bei gleichbleibender Spannungsquelle die Stromstärke erhöhen. Du kannst also nicht einfach den Leiter austauschen und weiterhin erwarten, dass der Strom und die Spannung gleich bleiben, sondern nur, wenn der Leiter weiterhin den selben Widerstand hat.

I=10A, U=230V wird bei gleichem Material aber durch einen dünneren Leiter erzeugt werden, als der I=10A, U=30V Fall. Allerdings ist auch die Leistung und dadurch die Erwärmung des Leiters im ersten Fall größer. Das kann natürlich, vor allem bei dünnen Leitern, schnell man zum Schmelzen des Leiters führen.

Energie ist in erster Linie eine mathematisch eingeführte Größe, die sich als sehr sinnvoll herausgestellt hat. Tatsächlich kann man für beliebige Systeme eine Erhaltungsgröße erkennen, sofern in dem System eine gewisse Symmetrie anwesend ist. Wenn man ein Experiment z.B. 1m weiter schiebt und die Physik sich nicht geändert hat, so spricht man von Translationssymmetrie und dies impliziert die Impulserhaltung. Wenn man ein Experiment rotieren kann und die Physik bleibt unverändert, dann ist dies Rotationssymmetrie und impliziert Drehimpulserhaltung. Dieses Prinzip und die mathematische Relation zwischen Erhaltungsgröße und Symmetrie ist das Noether-Theorem.

Dementsprechend muss es ja dann auch eine Symmetrie geben, die der Energieerhaltung zugrunde liegt. Das ist die Zeittranslationssymmetrie, also: Wenn man ein Experiment gleichermaßen zu einer anderen Zeit durchführen würde und die Physik gleich bleibt, impliziert dies Impulserhaltung.

Tatsächlich muss Energie also nicht immer erhalten sein. Es ist nur so, dass auf unseren irdischen und menschlichen Skalen quasi alles natürliche immer Zeittranslationsinvariant ist, also sich zeitlich nichts ändert. Im Kosmos gibt es aber z.B. die Ausdehnung des Universums. Lichtstrahlen aus fernen Galaxien brauchen lange, bis sie bei uns ankommen. Während ihrer Reise dehnt sich der Raum aus, wodurch sie "gestreckt" werden (also die Wellenlänge wird größer), wodurch sie tatsächlich an Energie verlieren. Im besten Verständnis der Physik ist diese Energie einfach weg. Keine Erhaltung. Eben weil die physikalische Eigenschaft des Raumes an sich nicht zeitlich konstant ist. Genauso wäre es, wenn sich herausstellen würde, dass physikalische Konstanten wie die Gravitationskonstante oder irgendwelche Kopplungskonstanten in der Quantenmechanik nicht vollständig zeitlich konstant wären.

Auch in der Quantenmechanik können Teilchen "aus dem Nichts" entstehen, weil es die quantenmechanische Unschärfe zulässt.

Mit anderen Worten: Da wir nicht wissen was "vor" dem Urknall war bzw. weil die rasche Expansion des Raumes zu Beginn alles andere als ein zeitlich konstantes System bildet, in dem sich alles abgespielt hat, könnte man durchaus vermuten, dass es seltsame Effekte mit der Energie gab. Immerhin gibt es auch weiterhin noch unbekannte Phänomene wie die dunkle Energie, worüber es, soweit ich weiß, auch noch keine klaren Antworten zu gibt.

Also herleiten kann man das nicht, weil das Trägheitsmoment einfach eine Definition ist. Ich kann aber versuchen zu motivieren, warum das eine sinnvolle Definition ist. Kinetische Energie ist ja gegeben mit



Wenn man aber ein punktförmiges Objekt betrachtet, welcher der Winkelgeschwindigkeit omega folgt und dabei im Abstand r vom Mittelpunkt entfernt ist, gilt dabei für seine Geschwindigkeit



Wenn wir dies in die kinetische Energie einsetzen folgt



Wenn wir jetzt einen Körper anschauen, der nicht mehr punktförmig ist, aber um irgend eine Achse rotiert, so folgt ja, dass jeder infinitesimale Massenpunkt weiterhin einen eigenen Abstand zur Drehachse besitzt, aber alle Massenpunkte die selbe Winkelgeschwindigkeit haben. Also kann man schreiben



Da man hier infinitesimale Elemente aufaddiert, kann man die Summe in der letzten Gleichung auch als Integral schreiben:



wobei dieses r eben der lokale Abstand zur Drehachse darstellt. Da dies eine Größe ist, die demnach oft vorkommt bei der Rotation von messebehafteten Körpern, hat man ihm einen eigenen Namen gegeben: Das Trägheitsmoment.

Also generell kann man Energie aufteilen in potentielle Energie (die Energie, welche durch den Ort oder den Zustand eines Körpers vorhanden ist) und kinetische Energie (die Energie, welche durch die Bewegung des Körpers vorhanden ist). Eventuell kann man noch die innere Energie für Wärme und Verformung berücksichtigen.

Potentielle Energie ist also recht allgemein alles was mit Ort oder Zustand zu tun hat. Diese beinhaltet insbesondere:

Die Spannenergie:

Die (gespeicherte) Energie aufgrund der Dehnung oder Streckung einer Feder



Mit Federkonstanten D und Ausrenkung aus der Ruhelage delta s.

Die Lageenergie:

Die Energie aufgrund der Lage eines massiven Körpers in einem Gravitationsfeld, also aufgrund der Schwerkraft



Mit Masse m, Erdbeschleunigung g und Höhe h.

Die elektrische (potentielle) Energie:

Die Energie aufgrund der Lage eines ladungsbehafteten Körpers innerhalb eines elektrischen Feldes



Mit Ladung q und elektrostatisches Potential phi.

Ich verstehe das eindeutig als die Frage nach dem Gewicht. Denn was würde sonst Schwerelosigkeit bedeuten? Ein Astronaut wäre niemals schwerelos, wenn sich die Schwere auf die Masse beziehen würde.

Auch der begriff der schweren Masse, grenzt sich einfach nur von der trägen Masse dadurch ab, dass schwere Masse zu einem Gewicht führt, also schwer sein kann in Anwesenheit anderer schweren Massen (Schwerkraft!). Die aktuelle Schwerkraft und wie "schwer" etwas ist hochzuheben, hängt keineswegs nur von der Masse, sondern eben insbesondere auch von Ort und bspw. Auftrieb ab.

Demnach bin ich auch starker Vertreter der Aussage, dass 1kg Steine eben nicht gleich schwer wie 1kg Federn sind.

Es kann Situationen geben, in denen eine Spannung anliegt, aber kein Strom fließt (wie es z.B. an den Polen einer Batterie der Fall ist, wenn sie nirgends angeschlossen ist). Genauso kann es einen Strom geben, ohne dass eine Spannung anliegt (stell dir einfach einen sich bewegenden Strahl von Elektronen im All vor).

Eine Steckdose ist somit eine Art Spannungsquelle, weswegen dort immer eine gewisse Spannung anliegt (obwohl das hier speziell eine Wechselspannung ist, wodurch sich die Spannung ständig ändert). Wenn du jetzt etwas anschließt, was die beiden Pole der Steckdose verbindet, dann können die Elektronen in der Leitung von dem einen Pol zum anderen, wodurch der Strom entsteht.

Das ist eine sehr gute, aber eine auch nicht sehr einfach zu beantwortende Frage.

Mechanische Kräfte kann ich mir natürlich erklären

Mechanische Kräfte durch Drücken, Reiben, Ziehen, ... sind immer elektromagnetische Kräfte, nämlich die, welche auf atomare Ebene dafür sorgen, dass die Atome aneinander gebunden bleiben bzw. die dafür sorgen, dass du nicht nah genug an die Atome ran kommst und somit nicht durch den Boden fällst.

Die Frage nach Magnetismus kann ich auch nur einen Schritt weiter bringen. Elementarteilchen haben eine Eigenschaft namens Spin. Dies ist ein winzig kleines magnetisches Moment. Die Spins der Elektronen in einem Material können sich dann kollektiv nach einem externen Feld ausrichten, um so ein makroskopisches Magnetfeld zu erzeugen (Paramagnetismus). Je nach Bindung der Elektronen und der Struktur des Körpers erhalten die Elektronen ihre Ausrichtung in gegenseitig erzeugten Magnetfeld parallel selbst bei (Ferro-Magnetismus), oder auch anti-parallel (Diamagnetismus), etc. Dies ist dann ähnlich analog zu der Tatsache, dass die elementare Eigenschaft der (Elementar-)Ladung zu dem elektrischen Feld führt.

Elektrische und magnetische Kräfte werden fundamental über die Maxwell Gleichungen beschrieben. Dort folgt dann beispielsweise auch, dass ein Magnetfeld, neben elementaren Eigenschaften wie dem Spin, auch durch die Änderung des elektrischen Feldes gegeben ist und vice versa. Warum diese sich so verhalten ist auf diesem Niveau eine rein empirische Tatsache und leider nicht viel weiter begründbar.

Wenn man diese Existenz von Felder akzeptiert, dann folgt das Anziehen und Abstoßen von Ladungen einfach aus der Energieminimierung. Je näher ungleichnamige Ladungen einander sind, desto schwächer ist das resultierende Feld in der Umgebung. Je weiter weg gleichnamige Ladungen sind, desto schwächer wird im allgemeinen das resultierende Feld in der Umgebung. Da ein schwächeres Feld weniger Energie bedeutet, führt die Natur beide auseinander oder eben zusammen um Energieminimierung zu betreiben.

Wenn man (viel) tiefer reingeht kommt man irgendwann auf die Quantenfeldtheorie. Dort ist es dann so, dass man feststellt, dass die Natur Symmetrien sehr gerne mag. Wenn man versucht eine Quantenfeldtheorie aufzustellen, in denen es Fermionen mit bekannten Eigenschaften geben soll (also eben z.B. Elektronen), welche gleichzeitig die Symmetrie bzgl. einer komplexen Phase haben sollen, so folgt daraus die Notwendigkeit zur Wechselwirkung über Austauschteilchen (Bosonen) bzw. in diesem speziellen Fall die Photonen! Außerdem folgt aus dieser Symmetrie ebenfalls mit dem Noether-Theorem die Fermionenerhaltung, die wir heutzutage auch routinemäßig in Teilchenbeschleunigern beobachten können. Die Quantenfeldtheorie für die Elektronen heißt QED (Quanten-Elektro-Dynamik) und gehört zu den erfolgreichsten Theorien der modernen Physik, da sie Korrekturen von gewissen experimentell beobachteten Teilcheneigenschaften mit extrem hoher Genauigkeit erklären kann.

Die Wechselwirkung folgt hier also entweder eher mathematisch zusammen mit der generellen Beschreibung der Quantenphysik oder rein empirisch. die genaue Frage warum es die Wechselwirkung jetzt geben muss ist damit natürlich nicht geklärt, aber das ist der Stand der Physik. Alles weitere wäre vorerst Bestandteil der Philosophie.

Ich glaube du verwechselst hier g als Erdbeschleunigung und F_G als Gewichtskraft. Das g, was du mit 9,81 m/s^2 genannt hast ist die Erdbeschleunigung. Die Einheit [m/s^2] ist die einer Beschleunigung. Dieser Wert von g gibt an, was die Beschleunigung eines Körpers sein wird, wenn er sich im freien Fall in der Nähe des Erdbodens befindet.

Die Gewichtskraft F_G ist diejenige Kraft, welche aufgrund der Schwerkraft wirkt, also die Kraft, die allein aufgrund der Anziehung der Erde (z.B. während der Beschleunigung im Fall mit g) auf einen Körper wirkt, damit er im freien Fall überhaupt erst beschleunigt wird. Die Einheit ist Newton [N].

Diese beiden Größen werden verbunden über die Grundgleichung der Mechanik:



Da g eine Beschleunigung darstellt, kannst du für die Gewichtskraft also einfach g statt a einsetzen:



Diese Gewichtskraft ist aber eben eine Kraft und wird in [N] angegeben, was man alternativ auch als Masse mal Beschleunigung [kg*m/s^2] ausdrücken kann.

g ist eine Konstante. Die alternative Einheit [N/kg] die du angegeben hast ist komplett identisch. Auch dann ist der Wert von g einfach 9,81 m/s^2 = 9,81 N/kg. Diesen Wert solltest du immer einfach einsetzen können und hängt nicht von der Masse ab, auf das sich das g bezieht.

Hat ein neutron mehr masse als ein proton, ein elektron und ein Antineutrino

Das muss aus Energieerhaltungsgründen stimmen, ja. Laut Wikipedia hat ein Proton die Ruhemasse 938.272 MeV und ein Neutron hat die Ruhemasse 939.565 MeV. Ein Elektron hat etwa 0,511 MeV. Neutrinos haben eine vernachlässigbare Masse, weshalb die Energiebilanz also aufgeht - und es bleibt sogar noch Restenergie die in kinetischer Form weitergegeben werden kann.

Die Massen der Protonen und Neutronen kommen hauptsächlich aus der Bindungsenergie zwischen den Quarks in Form von E=mc^2. Demnach können Proton und Neutron abweichende Massen besitzen, weil ihre Bindungsstruktur im Inneren leicht anders ist.

Diese Energiebilanz, speziell beim Beta-Minus Zerfall, ist sogar geschichtlich sehr wichtig, weil es zum einen zu der theoretischen Einführung des Neutrinos geführt hat und andererseits in ähnlicher Form auch heutzutage genutzt wird um die Neutrinomasse zu bestimmen.

Wenn du die Überlagerung zweier Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen ansprichst, also zwei nicht-Kohärente Wellenfelder, dann gibt es keine stabile Interferenz. Sprich: Es gibt zwar Überlagerung nach dem Superpositionsprinzip, aber diese ist zeitlich nicht konstant.

Wenn also zwei Wellen miteinander stabil konstruktiv interferieren, dann müssen sie die gleiche Frequenz/Wellenlänge haben und der sichtbare Lichtpunkt am Schirm ist am hellsten. Alle Überlagerungen mit anderen Frequenzen schwanken stark in der Intensität (Schwebungm, siehe Bild unten) und ändern auch ihre Frequenz, weshalb da kein richtiges "Bild" entsteht (das ganze ändert sich ja im Bereich der Lichtfrequenz, dessen Geschwindigkeit wir nicht wahrnehmen könnten). Also sieht man nur die Bereiche der konstruktiven Interferenz von gleichfrequenten Wellen, weil dessen Sichtbarkeit im Vergleich zu allen anderen Effekten stark dominiert.

Bei einer solchen Wechselwirkung müssen gewisse Erhaltungsgrößen immer erfüllt sein. Natürlich muss Energie- und Impulserhaltung gelten, aber auch die Erhaltung von Größen wie die Ladung, Spin und die Leptonenzahl müssen erhalten bleiben. Die Leptonenzahl ist der Interessante Punkt hier. Alle Leptonen (Elektron- und Neutrino-Artige) haben eine Leptonenzahl +1 und ihre Antiteilchen haben -1. Ein Proton/Neutron besteht dann im Inneren aus Quarks, welche die Teilchen sind, die schwach wechselwirken. Wenn man bei einem Beta-minus Prozess also mit einem Quark anfängt (Leptonenzahl 0, weil es kein Lepton ist), dann braucht man neben dem Elektron am Ende noch ein Anti-Lepton, welches die Leptonenzahl wieder korrigiert:

(Elektron) 1 + (Anti-Lepton) -1 = 0

Was du suchst ist also die Leptonenzahlerhaltung. Man kann in diesem Fall hier aber kein Positron (Anti-Elektron) oder so nehmen, weil dann die Gesamtladung nicht stimmt. Demnach bleibt als einzige Option ein Antineutrino.

Wenn das Auto mit konstanter Geschwindigkeit fährt und es keine Luftreibung gibt, befindest du dich auf dem Dach des Autos in einem sogenannten Intertialsystem. Dort gelten alle Physikgesetze, so wie du es auch auf der Oberfläche der Erde gewöhnt bist.

Das heißt insbesondere kannst du auf dem Dach:

• Springen, Turnen, Sport machen, wie du es normalerweise gewöhnt bist
• Billiard, Basketball und Dart spielen, wie du es normalerweise gewöhnt bist
• Balancieren, Kartenhäuser bauen und Jonglieren, wie du es normalerweise gewöhnt bist

Gut, eventuell wackelt das Auto etwas, weil es über einen unebenen Weg fährt, aber sonst wirst du keinerlei besondere Beschleunigungen oder Kraftwirkungen erfahren, die irgendeiner der obengenannten Aktivitäten stark ändern.

Der elektrische Widerstand ist analog zu der Reibung in der Mechanik. Die Elektronen wollen durch den Leiter zum positiven Pol der Spannungsquelle fließen. Manchmal stoßen sie aber mit Atomen des Leitermaterials zusammen, wodurch sie Energie verlieren und effektiv abgebremst werden. Die Spannung der Quelle sorgt dafür, dass die Elektronen immer wieder beschleunigt werden, sodass sich irgendwann ein Gleichgewicht einstellt, wobei die Elektronen genauso viel Energie durch Stöße/Reibung verlieren, als dass sie von der Spannung dazu bekommen. Ab dem Moment stellt sich eine konstante Stromstärke ein. Bei einem Leiter mit Widerstand R, einer angelegten Spannung U und dem daraus resultierenden Strom I gilt:



Das Ohm'sche Gesetz.

Sobald du den Aufbau wie bei der b) beschrieben kurzschließt hast du eine Parallelschaltung aus zwei Kondensatoren. D.h. die Spannung bei beiden sollte per Maschensatz identisch sein. Dann kannst du deine Überlegung aus der a) eigentlich nochmal machen, wobei du diesmal aber C_ges unter Berücksichtigung der Parallelschaltung bestimmst (einfach direkt addieren).

Da die Leitungen jeweils auf dem gleichen Potential liegen ist dann die Spannung an dem Ersatzkondensator gleich wie an jedem einzelnen Kondensator. Unter Berücksichtigung der einzelnen Kapazitäten kannst du dann entsprechend die einzelnen Ladungen berechnen.