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THEMA: Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit

Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 14 Dez 2016 10:53 #10443

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Hallo

Mich interessiert seit einiger Zeit eine mögliche Betrachtung des Begriffes Geschwindigkeit.
Wenn die Vakuumlichtgeschwindigkeit konstant ist. Und c^2 eine Konstante in einer der fundamentalsten Gleichungen darstellt,
sollte dann die Vakuumlichtgeschwindigkeit nicht als Basis jeder Betrachtungen der Geschwindigkeit in Frage kommen?
Will heissen: Ist bei hohen Geschwindigkeiten nicht eher die Rede von kleinen, von der Lichtgeschwindigkeit verschiedenen Geschwindigkeitsbeträgen?
Je größer die Geschwindigkeit wird, desto kleiner ist der sich ändernde Betrag dieser Geschwindigkeit im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit.
Ich würde die Relativität erst einmal nicht betrachten wollen, sondern nur den absoluten Bezug zur Lichtgeschwindigkeit.
Gibt es irgendein Beispiel in der Physik wo so ein Gedanke zur Geschwindigkeit zum Tragen kommen könnte? Das würde mir sehr weiterhelfen.

viele Grüße
seb110

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 10:12 #12124

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Hi Leute

...ich muss das noch mal versuchen. Ich sehe den Wald vor lauter Bäumen nicht und stehe dabei auf dem Schlauch. Es geht um ein Verständnis der Begriffe Raum und Geschwindigkeit.
Eine grobe Richtung in die ich denken könnte oder wo ich das finde, würde schon reichen :(

Beispiel:
Bei einem Billiardtisch nur mit Banden ohne Löcher (Seitentaschen) ist die weiße Kugel in der Mitte festgeschraubt, alle halben und ganzen bunten Kugeln sind frei beweglich. Die bunten Kugeln bewegen sich jetzt alle wild durcheinander mit einer bestimmten Geschwindigkeit über den Billiardtisch und stoßen dabei hin und wieder die weiße Kugel an. Wenn man jetzt diesen Zusammenstoß mit der weißen Kugel daher nimmt und sagt, das zum Zeitpunkt des Zusammenstoßes an diesem Ort der weißen Kugel Materie (in Form einer bunte Kugel) gewesen ist, ist dann zum selben Zeitpunkt des Zusammenstoßes kein Raum da.

Bei einer geringen Geschwindigkeit der bunten Kugeln gibt es dann auch weniger Zusammenstöße (Materie) pro Zeit und mehr Raum pro Zeit an dem Ort der weissen Kugel sowie auf dem ganzen Tisch. Erhöht sich jetzt die Geschwindigkeit der bunten Kugeln, stoßen diese bunten Kugeln im gleichen Zeitraum häufiger mit der weißen Kugel zusammen. So dass es jetzt mehr bunte Kugeln (Materie pro Zeit) als Raum pro Zeit am Ort der weissen Kugel sowie auf dem ganzen Tisch gibt.

Jetzt ist die Einheit der Geschwindigkeit aber Länge pro Zeit. Wenn Teilchen Volumen einnehmen, heisst das doch Volumen pro Zeit oder Raum pro Zeit. Nun sagt man aber im klassischen Sinne, ein Gegenstand hat bei höherer Energie eine höhere Geschwindigkeit. Dann stimmt aber mit dem Billardtisch Beispiel etwas nicht, da in diesem Beispiel bei höhere Energie (höherer Geschwindigkeit der bunten Kugeln) der Raum pro Zeit (also Geschwindigkeit ?) abnimmt.
Selbst über den Impuls lässt sich das nicht richtig erklären. Ist es kg/s was bei einem größeren Impuls zunimmt oder m/s ?

Wenn sich Raum ,Materie und Zeit gegenseitig bedingen, kann ich doch nicht einfach sagen: Da ist eine höhere Energiedichte diese krümmt die Raumzeit stärker als eine geringe Energiedichte und das war es. Eine höhere Energiedichte heißt doch immer auch geringere Raumzeitdichte.

Eine hohe Energiedichte an einem Ort kann doch nur durch niedrigere Energiedichten anderswo erzeugt werde. Eine niedrige Raumzeitdichte entsteht doch nur durch hohe Raumzeitdichten anderswo.

viele Grüße
seb110

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 11:44 #12127

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seb110 schrieb: ... da in diesem Beispiel bei höhere Energie (höherer Geschwindigkeit der bunten Kugeln) der Raum pro Zeit (also Geschwindigkeit ?) abnimmt.

Nein, der von den Kugeln eingenommene Raum (um den geht es bei Energie) pro Zeit nimmt zu.

seb110 schrieb: Eine höhere Energiedichte heißt doch immer auch geringere Raumzeitdichte.

Nein. Eine höhere Energiedichte heißt doch immer auch höhere Raumzeitdichte.
Eine höhere Energiedichte heißt doch immer auch geringerer Raum.

Du stolperst über den unsinnigen Begriff Raumzeitdichte.

seb110 schrieb: .Je größer die Geschwindigkeit wird, desto kleiner ist der sich ändernde Betrag dieser Geschwindigkeit im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit.

Wenn man die Differenz (c-v) nimmt, dann handelt man sich eine für Rechnungen unhandliche Größe ein, die dazu noch unanschaulich ist, wenn man Energie modelliert.
Nimmt man den Quotienten (v/c), dann stimmt die Dimension nicht mehr. Einstein benutzt ja diesen Ausdruck erfolgreich.
Den Quotienten (c/v) kannst du nicht meinen, da er zur häufigen Division durch Null führt.
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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 12:24 #12129

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Hi Dick

Vielen Danke für die Antworten. Jetzt komme ich der Sache näher.

nur noch einmal kurz :) eine Frage

Dick schrieb: Nein, der von den Kugeln eingenommene Raum (um den geht es bei Energie) pro Zeit nimmt zu.

Was ist dann aber der Raum, der über die Zeit dann nicht von der Kugel eingenommen wird. Kann das auch als Raumzeit betrachtet werden. Oder kann nur der Raum den die Energie über die Zeit einnimmt als Raumzeit betrachtet werden.

Dick schrieb: Du stolperst über den unsinnigen Begriff Raumzeitdichte.

So siehts aus :)



Dick schrieb: Wenn man die Differenz (c-v) nimmt, dann handelt man sich eine für Rechnungen unhandliche Größe ein, die dazu noch unanschaulich ist, wenn man Energie modelliert.
Nimmt man den Quotienten (v/c), dann stimmt die Dimension nicht mehr. Einstein benutzt ja diesen Ausdruck erfolgreich.
Den Quotienten (c/v) kannst du nicht meinen, da er zur häufigen Division durch Null führt.


Aktzeptiert im mathematischen Sinn.

grüße

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 13:18 #12133

Passend zum Titel:

Gibt es mehr als eine Geschwindigkeit?
Ich meine, die einzige Geschwindigkeit in einer 4-D Raumzeit ist die Lichtgeschwindigkeit c.

- ein Objekt in räumlicher Ruhe bewegt sich mit c durch die Zeit
- ein Objekt mit räumlicher Lichtgeschwindigkeit befindet sich zeitlich in Ruhe
- ein Objekt mit einer räumlicher Geschwindigkeit von 0,6c bewegt sich mit \(\sqrt{1^2-0.6^2}=0,8\) c durch die Zeit

Oder: die ^Geschwindigkeit wie wir sie verstehen ist nur die räumliche Komponente der Einheitsgeschwindigkeit c in der 4-D Raumzeit.

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 13:30 #12135

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seb110 schrieb: Was ist dann aber der Raum, der über die Zeit dann nicht von der Kugel eingenommen wird. Kann das auch als Raumzeit betrachtet werden. Oder kann nur der Raum den die Energie über die Zeit einnimmt als Raumzeit betrachtet werden.

Ich habe auch meine Schwierigkeit mit dem leeren Raum. Für mich ist Raum da, wo es Energie gibt.
Die Frage ist dann, was ist mit dem Raum zwischen den Galaxien ? Da er expandiert, existiert dort (für mich) eine Art nichtgravitative oder antigravitative Energie. Aber frag mich nicht, was das ist.

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 13:56 #12138

Dick schrieb:

seb110 schrieb: Was ist dann aber der Raum, der über die Zeit dann nicht von der Kugel eingenommen wird. Kann das auch als Raumzeit betrachtet werden. Oder kann nur der Raum den die Energie über die Zeit einnimmt als Raumzeit betrachtet werden.

Ich habe auch meine Schwierigkeit mit dem leeren Raum. Für mich ist Raum da, wo es Energie gibt.
Die Frage ist dann, was ist mit dem Raum zwischen den Galaxien ? Da er expandiert, existiert dort (für mich) eine Art nichtgravitative oder antigravitative Energie. Aber frag mich nicht, was das ist.

Da hab ich eine andere, eher abstraktere Vorstellung.
Raum ist überall der gleiche. Der existiert zwischen oder in den Elementarteilchen genauso wie in meinem Wohnzimmer oder zwischen den Galaxien und Galaxienhaufen. Raum ist die Bühne auf der sich alles abspielt, Zeit der taktgeber und Energie das Orchester, die Akteure. erst alles zusammen gibt das Konzert oder Theaterstück.
Dabei kann ich mir eine leere Bühne ohne alles durchaus vorstellen -- macht aber keinen Sinn. Zeit jedoch ist für sich gesehen genau so nicht vorstellbar wie Energie allein nicht vorstellbar ist. Energie braucht die Bühne (Raum) um zu existieren und Zeit zum fließen, damit Wechselwirkung möglich wird.
Oder anders herum: Weil Energien über räumliche Entfernung nur mit max. Lichtgeschwindigkeit wechselwirken können kommt die Zeit ins Spiel. c lässt die Zeit erst entstehen :unsure:

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 15:56 #12143

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Genau an der Stelle des leeren Raumes würde ich die Expansion einfach ansetzen. Die bei hoher Energiedichte dann niedrig ist und bei niedriger Energiedichte hoch.
@Dick
...und da müsste, wenn ein Universum aus Rotation und Expansion besteht auch etwas korrigiert werden, auch wenn es nur eine sehr kleine Korrektur ist. Oder? Wie genau in Bezug auf die ART, weiss ich nicht. Ich habe mir da nur Gedanken die SRT betreffend gemacht.

@Merilix
dass c eine oder die zentrale Rolle spielt, vermute ich auch.
und ich bin dem Gedanken der zweiten Geschwindigkeit nicht ganz abgeneigt. Warum?
Wenn, wie du sagst die einzige Geschwindigkeit in einer 4d Raumzeit die LG ist, dann setzt sich eine Unterlichtgeschwindigkeit aus dem Zusammenspiel von Energie und Raum zusammen. Will heissen, die Expansion liefert den Wert der Geschwindigkeit die der Unterlichtgeschwindigkeit fehlt um wieder LG zu sein.

Ein Gegenstand bewegt sich mit eine Unterlichtgeschwindigkeit x durch den Raum, der Betrag der zur LG fehlt ist y.
nun ändert sich der Energiegehalt (z) des Gegenstandes und wird höher, die Unterlichtgeschwindigkeit wird größer x+z, der Betrag der zur LG fehlt ist y-z
hohe Energiedichten bedeuten, geringe Fehlbeträge der Geschwindigkeit zur LG die durch die Expansion aufgebracht werden müssen.
geringe Energiedichten bedeuten, hohe Fehlbeträge der Geschwindigkeit zur LG die durch die Expansion aufgebracht werden müssen.
meine "Einstellung" zur Wellenlänge kennst ja :)
\[\ E\cdot\ Expansion=m\cdot\lambda\cdot c^{4}\]
\[\frac{kg\cdot m^{2}}{s^{2}}\cdot\frac{m^{3}}{s^{2}}=kg\cdot m\cdot c^{4}\]

Und in der Formel erkennt man eben auch dass eine hohe Energie E eben wenig Expansion (Raum/Zeit) nach sich zieht weil das Produkt aus Energie und Expansion m.E. in einem größere Zusammenhang zum Produkt aus Masse und Wellenlänge stehen sollte.

...aber gut, das ist auch nur meine Meinung.

@Dick
eine weitere Geschwindigkeit (die der Expansion) als Koordinate?

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 19:02 #12147

Merilix schrieb: Passend zum Titel:

Gibt es mehr als eine Geschwindigkeit?
Ich meine, die einzige Geschwindigkeit in einer 4-D Raumzeit ist die Lichtgeschwindigkeit c.

- ein Objekt in räumlicher Ruhe bewegt sich mit c durch die Zeit
- ein Objekt mit räumlicher Lichtgeschwindigkeit befindet sich zeitlich in Ruhe
- ein Objekt mit einer räumlicher Geschwindigkeit von 0,6c bewegt sich mit \(\sqrt{1^2-0.6^2}=0,8\) c durch die Zeit

Oder: die ^Geschwindigkeit wie wir sie verstehen ist nur die räumliche Komponente der Einheitsgeschwindigkeit c in der 4-D Raumzeit.


Wie stellt man sich eine Geschwindigkeit durch die Zeit vor? Wie passt das zu der Dimension m/s?

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 21:57 #12149

Mir ist klar das das mit den Dimensionen nicht gut passt. Wegen der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit lasst sich doch Zeit in eine Länge umrechnen. Afaik wird das bei Anwendung der Einsteingleichungen auch so gemacht damit in den Tensoren und Matrizen mit den gleichen Einheiten gerechnet wird.
Das sollte in diesem Zusammenhang kein Problem darstellen. In welcher Einheit wird denn sonst in der Wissenschaft eine Geschwindigkeit durch die Zeit ausgedrückt? Ich kann mir kaum vorstellen das solche Dimensionen nicht irgendwo in den Rechnungen auftauchen.

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 21 Feb 2017 23:44 #12155

ClausS schrieb: Wie stellt man sich eine Geschwindigkeit durch die Zeit vor? Wie passt das zu der Dimension m/s?


Das geht schon, weil Raum und Zeit miteinander verbunden sind. In Raumzeitdiagrammen trägt man z.B. auf der x-Achse den Raum und auf der y-Achse c*t ab. c*t ist eine Länge. Wenn du dich räumlich nicht bewegst, dann ist ct die Strecke, die du durch die Zeit zurückgelegt hast.
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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 22 Feb 2017 09:44 #12167

ich habe gerade etwas in Wikipedia gefunden.
Stichwort: Vierergeschwindigkeit (bin leider mit diesen Begriffen nicht gut vertraut aber ich lerne )

Wikipedia schrieb: Die Norm der Vierergeschwindigkeit ergibt sich sowohl in der speziellen als auch in der allgemeinen Relativitätstheorie zu
\(|(v\,^\mu)| = \sqrt{v^\mu v^\nu\eta_{\mu\nu}} = \sqrt{v_\mu v^\mu}= \sqrt{\gamma^2 (c^2-v^2)} = c\)

Das ist eigentlich genau das was ich oben geschrieben habe oder nicht?

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Interpretationen des Begriffes Geschwindigkeit 23 Mär 2017 09:06 #13006

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vielen Dank für Eure Antworten.

viele Grüße
seb110

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