/ Forside / Karriere / Uddannelse / Højere uddannelser / Nyhedsindlæg
Login
Glemt dit kodeord?
Brugernavn

Kodeord


Reklame
Top 10 brugere
Højere uddannelser
#NavnPoint
Nordsted1 1588
erling_l 1224
ans 1150
dova 895
gert_h 800
molokyle 661
berpox 610
creamygirl 610
3773 570
10  jomfruane 570
Eksperiment
Fra : Bent Pagh


Dato : 29-04-05 15:18

Hej nyhedsgruppe!

Antag at et legeme med massen m bevæger sig i et uendeligt udstrakt
tyngdefelt med tyngdeaccelerationen g (hvis et sådant findes). Legemet vil
herved som bekendt få accelerationen g uafhængig af massen, også selv om
denne regnes relativistisk. Når legemets hastighed v nærmer sig lysets
hastighed c stiger massen med gamma-faktoren, men det gør tyngdekraften på
legemet jo tilsvarende jfr. Newton II. Hvordan forklarer man så en nysgerrig
gymnasieelev at legemet alligevel aldrig kan få en hastighed der overstiger
c?

Venlig hilsen
Bent Pagh



 
 
Jakob Nielsen (29-04-2005)
Kommentar
Fra : Jakob Nielsen


Dato : 29-04-05 15:55

> Antag at et legeme med massen m bevæger sig i et uendeligt udstrakt
> tyngdefelt med tyngdeaccelerationen g (hvis et sådant findes). Legemet vil
> herved som bekendt få accelerationen g uafhængig af massen, også selv om
> denne regnes relativistisk. Når legemets hastighed v nærmer sig lysets
> hastighed c stiger massen med gamma-faktoren, men det gør tyngdekraften på
> legemet jo tilsvarende jfr. Newton II. Hvordan forklarer man så en
> nysgerrig
> gymnasieelev at legemet alligevel aldrig kan få en hastighed der
> overstiger
> c?

Lad mig komme med et vildt gæt.
Det overstiger ikke c fordi tiden for objektet skrumper i forhold til resten
af verden. Da accelerationen er i hastighedsændring pr. tidsenhed i
objektets system, så vil det tage uendeligt lang tid for det at accelerere
det sidste stykke mod c, for resten af verden at se.



Henning Makholm (29-04-2005)
Kommentar
Fra : Henning Makholm


Dato : 29-04-05 16:28

Scripsit "Bent Pagh" <pagh@vip.cybercity.dk>

> Antag at et legeme med massen m bevæger sig i et uendeligt udstrakt
> tyngdefelt med tyngdeaccelerationen g (hvis et sådant findes). Legemet vil
> herved som bekendt få accelerationen g uafhængig af massen, også selv om
> denne regnes relativistisk.

Dit tankeeksperiment viser at et kontinuert Newtonsk tyngdefelt der
giver alle legemer samme acceleration, overhovedet ikke kan lade sig
gøre i den specielle relativitetsteori.

Det gør heller ikke noget, for vi lærer jo alle at SR ikke duer til
tyngdekraft. Så vi bliver nødt til at gå til almen relativitetsteori.

Men i almen relativitetsteori går det ikke særlig godt at beskrive
tyngdekraften som en kraft overhovedet - man kan allerhøjst indføre
den som en virtuel kraft i en passende statisk rumtid, men sådan en
virtuel kraft har *ikke* samme størrelse for objekter af samme masse
men forskellige hastigheder. Den minder mere om corioliskraften i et
roterende (newtonsk) koordinatsystem, der som bekendt afhænger
kraftigt af legemets hastighed.

Hastighedsuafhængigheden i Newtons teori gælder (ifølge GR) kun som
tilnærmelse ved hastigheder der er *lave* i forhold til lysets.

Husk på at en af de tidligste eksperimentelle bekræftelser på GR frem
form Newton gik ud på at lys afbøjes anderledes i Solens tyngdefelt
end man skulle tro hvis man tager grænsen af hurtigere og hurtigere
partikelbaner i Newtons teori.

> Hvordan forklarer man så en nysgerrig gymnasieelev at legemet
> alligevel aldrig kan få en hastighed der overstiger c?

Man fortæller ham/hende at Newtons kraftlov kun gælder for hastigheder
der er små i forhold til c. (Og roser i givet fald for selv at have
indset at sådan må det være).

--
Henning Makholm "Hør, hvad er det egentlig
der ikke kan blive ved med at gå?"

Regnar Simonsen (30-04-2005)
Kommentar
Fra : Regnar Simonsen


Dato : 30-04-05 19:04


"Bent Pagh" <pagh@vip.cybercity.dk> skrev i en meddelelse
news:42724213$0$78281$157c6196@dreader1.cybercity.dk...
> Hej nyhedsgruppe!
>
> Antag at et legeme med massen m bevæger sig i et uendeligt udstrakt
> tyngdefelt med tyngdeaccelerationen g (hvis et sådant findes). Legemet vil
> herved som bekendt få accelerationen g uafhængig af massen, også selv om
> denne regnes relativistisk. Når legemets hastighed v nærmer sig lysets
> hastighed c stiger massen med gamma-faktoren

Nej det kan man ikke sige.
Når man "opererer" i et tyngdefelt kan man ikke tillægge hvert objekt
specifikke værdier.
I visse koordinatsystemer kan man fx transformere accelerationen væk.
Husk at der kun sker en masseforøgelse, når et system tilføres energi
udefra - hastigheden er således ikke en afgørende parameter. Et faldende
objekt øger godt nok sin kinetiske energi, hvorved massen øges, men samtidig
mister hele systemet af jord og genstand potentiel energi i samme takt, og
den potentielle energiændring (og masseændring) kan ikke lokaliseres.

Hilsen Regnar Simonsen



Filip Larsen (30-04-2005)
Kommentar
Fra : Filip Larsen


Dato : 30-04-05 22:05

Bent Pagh skrev

> Antag at et legeme med massen m bevæger sig i et uendeligt udstrakt
> tyngdefelt med tyngdeaccelerationen g (hvis et sådant findes). Legemet
vil
> herved som bekendt få accelerationen g uafhængig af massen, også selv
om
> denne regnes relativistisk. Når legemets hastighed v nærmer sig lysets
> hastighed c stiger massen med gamma-faktoren, men det gør
tyngdekraften på
> legemet jo tilsvarende jfr. Newton II. Hvordan forklarer man så en
nysgerrig
> gymnasieelev at legemet alligevel aldrig kan få en hastighed der
overstiger
> c?

Lad mig til de øvrige svar du har fået tilføje, at hastigheden aldrig
vil overstige c uanset om der benyttes et tyngdefelt eller ej. Selvom et
accelerometer placeret på legemet konstant viser 1 g i samme retning
hele tiden så vil andre observatører måle legemets acceleration (i
retninger parallelt med accelerationen) til at være a/gamma^3, hvilket
går mod nul når hastigheden går mod c.

Det paradoks der ligger i, at et konstant accelereret legeme ikke kan
opnå en fysisk hastighed der overstiger c i forhold til nogen observatør
minder en lille smule om det "paradoks" hvor et legeme der bevæger sig
med konstant fart væk fra dig på oversiden af en kugle i en periode vil
have en fart der aftager i forhold til dig.

Man kan også prøve at benytte et andet begreb end fysisk hastighed. Hvis
du skal finde din gennemsnitlige rejsefart på en biltur, så vil det være
naturligt at sige rejsefart = rejseafstand / rejsetid, hvor rejseafstand
fx. måles på et kort efter turen mens tiden måles på et medbragt stopur.
Udregner man det med relativistisk kinematik så får man lidt løst sagt,
at rejsefart svarer til fysisk fart gange gamma, hvilket betyder, at
denne definition af rejsefart på en del punkter opfører sig som en
Newtonsk hastighed der stiger lineær ganske som folk er vant til fra
dagligdagen.


Mvh,
--
Filip Larsen



Aage Andersen (01-05-2005)
Kommentar
Fra : Aage Andersen


Dato : 01-05-05 07:57


"Filip Larsen"
> Bent Pagh skrev
>
>> Antag at et legeme med massen m bevæger sig i et uendeligt udstrakt
>> tyngdefelt med tyngdeaccelerationen g (hvis et sådant findes). Legemet
> vil
>> herved som bekendt få accelerationen g uafhængig af massen, også selv
> om
>> denne regnes relativistisk. Når legemets hastighed v nærmer sig lysets
>> hastighed c stiger massen med gamma-faktoren, men det gør
> tyngdekraften på
>> legemet jo tilsvarende jfr. Newton II. Hvordan forklarer man så en
> nysgerrig
>> gymnasieelev at legemet alligevel aldrig kan få en hastighed der
> overstiger
>> c?
>
> Lad mig til de øvrige svar du har fået tilføje, at hastigheden aldrig vil
> overstige > c uanset om der benyttes et tyngdefelt eller ej. Selvom et
> accelerometer placeret på legemet konstant viser 1 g i samme retning

Der er tale om et frit fald i et tyngdefelt, saa et accelerometer vil vise
0.

Problemet maa analyseres ved at finde en løsning af Einsteins feltligninger,
der giver en hvilende testpartikel en acceleration paa g og derefter
beregne, hvordan et fritfaldende legeme vil bevæge sig.

Aage




Filip Larsen (01-05-2005)
Kommentar
Fra : Filip Larsen


Dato : 01-05-05 12:47

Aage Andersen skrev

> Der er tale om et frit fald i et tyngdefelt, saa et accelerometer vil
vise
> 0.

Det er korrekt. Jeg fornemmede bare, at Bents spørgsmål mere spurgte ind
til hvordan man kan forklare, at noget der accelerer hele tiden ikke kan
komme over hastigheden c og dette forhold kan forholdsvis let forklares
med relativistisk kinematik. At blande tyngdefelter ind i at beskrive
dette forhold vil blot komplicere tingene unødigt og flytte fokus fra
det essentielle.


> Problemet maa analyseres ved at finde en løsning af Einsteins
feltligninger,
> der giver en hvilende testpartikel en acceleration paa g og derefter
> beregne, hvordan et fritfaldende legeme vil bevæge sig.

Jeg fornemmer, at denne fremgangsmåde ikke vil være indenfor rækkevidde
af de fleste gymnasieelever også selvom det er vejen frem til forståelse
af bevægelse i kraftige eller på anden måde specielle tyngdefelter. Man
kan for et konkret tyngdefelt selvfølgelig være så heldig at løsningen
er så enkel, at man jo i gymnasiesammenhæng blot kan hive den ud af den
blå luft og bruge den i den videre analyse.


Mvh,
--
Filip Larsen



Søg
Reklame
Statistik
Spørgsmål : 177558
Tips : 31968
Nyheder : 719565
Indlæg : 6408929
Brugere : 218888

Månedens bedste
Årets bedste
Sidste års bedste