Wieso geht das? (Flugzeug vs Erddrehung)

[struy]

So, ich muss da mal etwas aufräumen.
Die Ursprungsfrage ist einfach zu beantworten: Das Flugzeug, die Erde und die Luft befinden sich alle im selben System, deshalb ist es absolut egal, wie schnell sich das System bewegt (gut, wenn die Rotation schneller ist, nimmt die Anziehungskraft aufgrund des Zentripetalkraft am Äquator ab, aber das hat nichts mit der Ursprungsfrage zu tun).
Womit man aber die Idee erweitern kann: Die Nasa schickt einen Satelliten in die Erdumlaufbahn, hier wird das System Erde verlassen. Da ist es stark von Vorteil, mit der Umdrehung der Erde ins All zu steigen, das braucht dann insgesamt weniger Energie. Beim Wiedereintritt in die Atmosphäre genau dasselbe, die Geschwindigkeitsdifferenz ist geringer, wenn man mit der Erdrotation landet.
@Beispiel von Herb: Wenn du ein Raumschiff auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigst (oder unendlich nahe daran, theoretisch möglich, praktisch nicht), bleibt die Zeit im Raumschiff stehen (bei v=c) oder ist bei v fast c sehr sehr langsam. Also wenn du mit c-100km/h unterwegs bist und du mit dem Motorrad auf 100km/h beschleunigst, bist du ausserhalb des Systems nicht mit c unterwegs, sondern auch praktisch c-100 km/h (dafür gibts eine Formel, bin bloss zu faul die rauszusuchen und zu berechnen, Stichwort Lorenztransformation).
Also eine Sekunde im Raumschiff entsprechen dann z.B. je nach Geschwindigkeit Minuten, Stunden, Tage, Wochen, Jahre von ausserhalb des Systems (z.B. auf der Erde).
Mit den Scheinwerfern ist es genau dasselbe. Im System drin leuchtet es mit Lichtgeschwindigkeit, da aber die Zeit im Raumschiff so langsam ist, ist es von aussen betrachtet auch Lichtgeschwindigkeit und nicht(!) mehr.
[/Physik off]
Edit: [Physik wieder on]

Bei der Lichtgeschwindigkeit ist es ein wenig anders: Bewegt man sich mit Lichtgeschwindigkeit, und wirft dann z.B. einen Ball, bewegt sich der Ball immer mit Ballgeschwindigkeit, da als Bezugspunkt immer die Lichtgeschwindigkeit gewählt wird. In sofern ist es quasi reine Definitionssache, dass die Lichtgeschwindigkeit die höchte Geschwindigkeit ist, denn "theoretisch" wäre der Ball + Lichtgeschwindigkeit ja schneller. Aber da man sich ja als Beobachtungspunkt immer bei solchen Fällen mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, so bleibt die Lichtgeschwindigkeit das Maximum.

Nein! Der Clou der Relativitätstheorie ist ja gerade, dass in jedem System die Lichtgeschwindigkeit immer dieselbe ist. Diese Geschwindigkeit kann nicht überschritten werden, weder von Materie noch von elektromagnetischen Wellen.

 

[Herbboy]

@Beispiel von Herb: ]

das sollte ja auch nur zur anregung dienen - der rest war mir schon klar

 

[Maulwurf2005]

Bei der Lichtgeschwindigkeit ist es ein wenig anders: Bewegt man sich mit Lichtgeschwindigkeit, und wirft dann z.B. einen Ball, bewegt sich der Ball immer mit Ballgeschwindigkeit, da als Bezugspunkt immer die Lichtgeschwindigkeit gewählt wird. In sofern ist es quasi reine Definitionssache, dass die Lichtgeschwindigkeit die höchte Geschwindigkeit ist, denn "theoretisch" wäre der Ball + Lichtgeschwindigkeit ja schneller. Aber da man sich ja als Beobachtungspunkt immer bei solchen Fällen mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, so bleibt die Lichtgeschwindigkeit das Maximum.

Nein! Der Clou der Relativitätstheorie ist ja gerade, dass in jedem System die Lichtgeschwindigkeit immer dieselbe ist. Diese Geschwindigkeit kann nicht überschritten werden, weder von Materie noch von elektromagnetischen Wellen.

So viel zur reellen Lichtgeschwindigkeit... Ich meine aber in meinen Grauen Zellen an die furchtbare Erinnerung des Physik-LKs gefunden zu haben, dass die Lichtgeschwindigkeit als theoretische Grenze dadurch die Geschwindigkeiten nach oben hin begrenzt, weil es halt diese Definition gibt, dass Lichtgeschwindigkeit immer vom Standpunkt der Lichtgeschwindigkeit aus betrachtet wird. Ähnlich ist es ja auch mit dem Absolutem Nullpunkt, der ist ja auch "nur" definiert, als niedrigster Punkt.

Was ist denn, wenn man sich mit einer Taschenlampe bewegt - zuerst geht man nach vorne, dann nach hinten - macht man es gleichzeitig (mit zwei Leuten^^), welcher Lichtstrahl ist dann zuerst an einem Ziel?

 

[struy]

So viel zur reellen Lichtgeschwindigkeit... Ich meine aber in meinen Grauen Zellen an die furchtbare Erinnerung des Physik-LKs gefunden zu haben, dass die Lichtgeschwindigkeit als theoretische Grenze dadurch die Geschwindigkeiten nach oben hin begrenzt, weil es halt diese Definition gibt, dass Lichtgeschwindigkeit immer vom Standpunkt der Lichtgeschwindigkeit aus betrachtet wird. Ähnlich ist es ja auch mit dem Absolutem Nullpunkt, der ist ja auch "nur" definiert, als niedrigster Punkt.

Ich verstehe nicht so ganz, was du sagen willst, aber ich bin mir da ziemlich sicher, dass es nicht stimmt.
Was dich aber bestimmt interessiert: Wikipediaartikel zur Addition von Geschwindigkeiten und dann noch die Lorentztransformation. Damit findest du heraus, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom System ist, sie nie überschritten werden kann und in jeden beliebigen Beobachtungspunkt umgerechnet werden kann.

Meinst du mit dem absoluten Nullpunkt 0 Kelvin? Auch das kann nicht unterschritten werden. Andere Nullpunkte sind da willkürlich gewählt, wie z.B. 0 m.ü.M. oder so.

Was ist denn, wenn man sich mit einer Taschenlampe bewegt - zuerst geht man nach vorne, dann nach hinten - macht man es gleichzeitig (mit zwei Leuten^^), welcher Lichtstrahl ist dann zuerst an einem Ziel?

Der Experimentaufbau ist mir nicht so ganz klar, aber mit der Bewegung der Taschenlampen kannst du nicht die Lichtgeschwindigkeit ändern, jedoch die Intensität (wenn du dich ganz schnell nach vorne bewegst, kommen am Ziel mehr Photonen pro Zeiteinheit an, als wenn du dich rückwärts bewegst) und eine Dopplerverschiebung kannst du damit auch machen, aber c bleibt c.

 

[SCUX]

Der Experimentaufbau ist mir nicht so ganz klar, aber mit der Bewegung der Taschenlampen kannst du nicht die Lichtgeschwindigkeit ändern, jedoch die Intensität (wenn du dich ganz schnell nach vorne bewegst, kommen am Ziel mehr Photonen pro Zeiteinheit an, als wenn du dich rückwärts bewegst) und eine Dopplerverschiebung kannst du damit auch machen, aber c bleibt c.

als Pysiknoob denke ich er hat es eher so gemeint das du ja das Licht mit der Vorwärtsbewegung "anschiebst" und es somit schneller machst....also Lichtgeschwindigkeit+Schub :-o
allerdings ist es auch schin reichlich spät für sowas

 

[struy]

Der Experimentaufbau ist mir nicht so ganz klar, aber mit der Bewegung der Taschenlampen kannst du nicht die Lichtgeschwindigkeit ändern, jedoch die Intensität (wenn du dich ganz schnell nach vorne bewegst, kommen am Ziel mehr Photonen pro Zeiteinheit an, als wenn du dich rückwärts bewegst) und eine Dopplerverschiebung kannst du damit auch machen, aber c bleibt c.

als Pysiknoob denke ich er hat es eher so gemeint das du ja das Licht mit der Vorwärtsbewegung "anschiebst" und es somit schneller machst....also Lichtgeschwindigkeit+Schub :-o
allerdings ist es auch schin reichlich spät für sowas

Könntest recht haben, dass er das gemeint hat. Aber nein, das geht nicht, dass man das Licht anschieben kann, relativistisch gesehen ist halt alles etwas unterschiedlich gegenüber der klassischen Mechanik.

 

[Maulwurf2005]

Zum Taschenlampenexperiment:

Ich habe eine Taschenlampe, dessen Licht sich mit (oh Wunder) Lichtgeschwindigkeit bewegt. Eine Person mit dieser Taschenlampe bewegt sich nach vorne (Person 1), die andere nach Hinten (Person 2). Was passiert?

Ein Fall in der Theorie!!!
Möglichkeit A: Ein Lichtstrahl ist vor dem anderen da - dann müsste entweder der Lichtstrahl mit Person 1 schneller als Lichtgeschwindigkeit sein (c + die Geschwindigkeit von P1), oder der Lichstrahl mit Person 2 langsamer. (c - Geschwindigkeit von P2).

Möglichkeit B: Beide Lichtstrahlen sind gleichzeitig da - dann würde der von P1 ja irgendwie langsamer, oder der von P2 schneller geworden sein. Also müsste sich die Geschwindigkeit des Lichtes bei P1 unter Lichtgeschwindigkeit, bei P2 über Lichtgeschwindigkeit bewegen - da die Geschwindigkeit des Lichtes aber immer gleich ist, wäre Fall B also in der realität nicht da.

--> Es muss ja A sein. Das würde ja bedeuten, dass man auf Licht wohl einen Einfluss haben könnte. Jetzt mal ganz theoretisch. Oder wo liegt der Fehler?

Edit: Und jetzt betrachten wir das ganze vor allem mal nicht aus Lichtgeschwindigkeitssicht, sondern von ganz Weit weg, mit vernünftigen MEssmethoden - da muss doch ansich ein Unterschied zu erkennen sein.

 

[Bonkic]

Zum Taschenlampenexperiment:

Ich habe eine Taschenlampe, dessen Licht sich mit (oh Wunder) Lichtgeschwindigkeit bewegt. Eine Person mit dieser Taschenlampe bewegt sich nach vorne (Person 1), die andere nach Hinten (Person 2). Was passiert?
(...)
--> Es muss ja A sein. Das würde ja bedeuten, dass man auf Licht wohl einen Einfluss haben könnte. Jetzt mal ganz theoretisch. Oder wo liegt der Fehler?

der "fehler" liegt doch ganz einfach darin, dass sich die -für die lichtstrahlen- zurückzulegenden strecken doch ändern, wenn sich die eine taschenlampe nach hinten und die andere nach vorne bewegt hat. :-o

 

[Maulwurf2005]

Zum Taschenlampenexperiment:

Ich habe eine Taschenlampe, dessen Licht sich mit (oh Wunder) Lichtgeschwindigkeit bewegt. Eine Person mit dieser Taschenlampe bewegt sich nach vorne (Person 1), die andere nach Hinten (Person 2). Was passiert?
(...)
--> Es muss ja A sein. Das würde ja bedeuten, dass man auf Licht wohl einen Einfluss haben könnte. Jetzt mal ganz theoretisch. Oder wo liegt der Fehler?

der "fehler" liegt doch ganz einfach darin, dass sich die -für die lichtstrahlen- zurückzulegenden strecken doch ändern, wenn sich die eine taschenlampe nach hinten und die andere nach vorne bewegt hat. :-o

Ja eben, darauf wollte ich hinaus. Dann würde man ja an der Strecke eine Geschwindigkeit Messen, die über die Lichtgeschwindigkeit geht. Da würde ja wirklich, wie auch schon Herb geschrieben hat, Person 1 eine Geschwindigkeit mit seiner Taschenlampe erzeugen, die auf meinem Messgerät c + seine Geschwindigkeit anzeigen würde.

Es geht mir ja nur um die Betrachtung, die man ja so ändern/definieren kann, dass es keine höhere Geschwindigkeit als c gibt, aber ja nicht zwangsläufig ändern muss.

 

[Bonkic]

Ja eben, darauf wollte ich hinaus. Dann würde man ja an der Strecke eine Geschwindigkeit Messen, die über die Lichtgeschwindigkeit geht. Da würde ja wirklich, wie auch schon Herb geschrieben hat, Person 1 eine Geschwindigkeit mit seiner Taschenlampe erzeugen, die auf meinem Messgerät c + seine Geschwindigkeit anzeigen würde.

nö? wieso? hä?
längere strecke, also braucht das licht (da es sich ja nicht mit unendlicher geschwindigkeit bewegt) natürlich auch länger um diese zurückzulegen.

ehrlich gesagt sehe ich hier das problem nicht, oder ich versteh nicht, was du meinst.

 

[Maulwurf2005]

Ja eben, darauf wollte ich hinaus. Dann würde man ja an der Strecke eine Geschwindigkeit Messen, die über die Lichtgeschwindigkeit geht. Da würde ja wirklich, wie auch schon Herb geschrieben hat, Person 1 eine Geschwindigkeit mit seiner Taschenlampe erzeugen, die auf meinem Messgerät c + seine Geschwindigkeit anzeigen würde.

nö? wieso? hä?
längere strecke, also braucht das licht (da es sich ja nicht mit unendlicher geschwindigkeit bewegt) natürlich auch länger um diese zurückzulegen.

ehrlich gesagt sehe ich hier das problem nicht, oder ich versteh nicht, was du meinst.

Ganz theoretisch: Du hast ein Messgerät, durch das ein Lichtstrahl geht - das Messgerät zeigt jetzt die Geschwindigkeit c an. Jetzt nimmst du dir den Lichtstrahlhalter, und rennst los, der Lichtstrahl bleibt aber im Messgerät. Wie verändert sich die Geschwindigkeit der Photonen? Ansich müssten sie ja schneller werden (Addition der Geschwindigkeit). Wenn sie aber immernoch mit c fliegen würden, dann würde sich aber zumindest die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes erhöhen. Und ein Außenbeobachter würde das Licht "schneller" sehen. Wie bei einem Wasserstrahl - wenn du läufst, kommt er ja auch mit einem größerem Druck, also mit einer größeren Geschwindigkeit an z.B. die Wand.

Das sind immer die Momente, wo mein LK-Lehrer gesagt hat: "Das Passt nicht zum Thema" "schlagt eure Bücher auf und lest über XY nach"

 

[Bonkic]

Ganz theoretisch: Du hast ein Messgerät, durch das ein Lichtstrahl geht - das Messgerät zeigt jetzt die Geschwindigkeit c an. Jetzt nimmst du dir den Lichtstrahlhalter, und rennst los, der Lichtstrahl bleibt aber im Messgerät. Wie verändert sich die Geschwindigkeit der Photonen? Ansich müssten sie ja schneller werden (Addition der Geschwindigkeit). Wenn sie aber immernoch mit c fliegen würden, dann würde sich aber zumindest die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes erhöhen. Und ein Außenbeobachter würde das Licht "schneller" sehen. Wie bei einem Wasserstrahl - wenn du läufst, kommt er ja auch mit einem größerem Druck, also mit einer größeren Geschwindigkeit an z.B. die Wand.

das ist doch ein ganz anderer fall, als der eben geschilderte.
(längere strecke - längere zeit).

das hier wurde doch schon länger geklärt, dachte ich. :-o

c stellt (laut einstein zumindest) die grenze dar.
deshalb verbietet sich ein vergleich mit dem wasserstrahl bspw, eine addition der geschwindigkeiten (vgl auch raumschiff, das mit c fliegt und das licht anwirft) findet bei lichtgeschwindigkeit nicht statt.
das mag dem gesunden menschenverstand widersprechen, aber vermutlich nur deshalb, weil wir diese geschwindigkeiten aus dem alltagsleben einfach nicht kennen (können).

oder wer könnte sich denn schon vorstellen, dass die länge eines rennwagens bspw mit zunehmender geschwindigkeit immer mehr abnimmt?
vermutlich keiner, dennoch ist es so.

 

[Enisra]

Ganz theoretisch: Du hast ein Messgerät, durch das ein Lichtstrahl geht - das Messgerät zeigt jetzt die Geschwindigkeit c an. Jetzt nimmst du dir den Lichtstrahlhalter, und rennst los, der Lichtstrahl bleibt aber im Messgerät. Wie verändert sich die Geschwindigkeit der Photonen? Ansich müssten sie ja schneller werden (Addition der Geschwindigkeit). Wenn sie aber immernoch mit c fliegen würden, dann würde sich aber zumindest die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes erhöhen. Und ein Außenbeobachter würde das Licht "schneller" sehen. Wie bei einem Wasserstrahl - wenn du läufst, kommt er ja auch mit einem größerem Druck, also mit einer größeren Geschwindigkeit an z.B. die Wand.

Das sind immer die Momente, wo mein LK-Lehrer gesagt hat: "Das Passt nicht zum Thema" "schlagt eure Bücher auf und lest über XY nach"

das hat man sogar Praktisch umgesetzt
uuund . . .

das Licht ist immer gleich schnell gewesen

 

[HanFred]

das Licht ist immer gleich schnell gewesen

ist ja auch nicht materie, die man "anschieben" kann.
oder hat das nichts damit zu tun?
das mit den distanzen ist völlig klar

 

[Enisra]

naja
das Stoffliche Wesen des Lichts ist ...
kompliziert

Licht ist auch Materiell über Photonen ja da und haben gleichzeitig haben die Eigenschaften einer Welle

 

[struy]

@Maulwurf: Wenn du die Zeitdilatation und Längenkontraktion einbezeihst, merkst du, dass ein Anschieben von Licht nicht möglich ist.
Wenn du dich auf die Taschenlampe setzt, geht das Licht von dir aus mit Lichtgeschwindigkeit weg. Durch die Bewegung änderst du aber dein System gegenüber dem anderen, die Zeit wird langsamer (siehe z.B. Zwillingsparadoxon, Stichwort Zeitdilatation), du wirst kleiner in Bewegungsrichtung (Längenkontraktion), so dass das Licht in deinem System wie auch in jedem anderen beliebigen System die Geschwindigkeit c hat.
Und wie ich weiter oben schon verlinkt habe, die relativistische Addition von Geschwindigkeiten.

 

[URSHAK]

Und was ist bei einer monochromatischen unendlichen Lichtquelle bei anormaler Dispersion? Haben wir dann nicht uU Gruppengeschwindigkeiten größer als c?

 

[DeLuxus]

klar hast du recht, machmabettmachmalalalala, ich spring mal eben rüber nach england, muss nur kurz in die luft springen, die erde dreht sich ja unter mir einfach weg!

*BADÄNG* mist, ein verkehrschild kam auf mich zu...

Jo, und dann müsste der trick eigentlich auch klappen, wenn man mit einem fahrstuhl abstürzen würde, bräuchte man ja nur kurz vor dem aufprall kurz aufspringrn und man wäre vollkommen unverletzt, alles ist möglich wenn man nur fest genug daran glaubt

Mal ernsthaft, warum klappt das denn nicht? Ich hab mir das früher auch immer überlegt, dass man das doch so machen könnte (natürlich ohne Physik Kenntnisse).

 

[N-Traxx]

Mal ernsthaft, warum klappt das denn nicht? Ich hab mir das früher auch immer überlegt, dass man das doch so machen könnte (natürlich ohne Physik Kenntnisse).

Weil du dich im Freien Fall bewegst, durch das hochsprigen würdest du zwar etwas bremsen aber nur so unmerklich das es egal ist. Überleg mal, wie schnell wirst du bei einem Fall aus 5,10,15,100m und wie schnell wirst du wenn du 50-100cm hoch Springst?

 

[Enisra]

mal abgesehen davon das der Fahrstuhldeckel dich zermatscht,
erfährt man ja immer noch die Abwärtsbeschleunigung die sich nicht durch das bisschen hüpfen vereindrucken läßt
mal abgesehen davon, dass das Hüpfen im Fallen auch relativ schwer wird

Allerdings gehören Abstürzende Fahrstühle ins Mythenreich der Drehbuchschreiber
ein Aufzug kann ansich garnicht abstürzen wenn der nicht vorher manipuliert wurde
dafür sorgen u.a. Fliehkraftbremsen, wie die z.B. beim Gurtstopper im Auto