Newtonsche Ax.- Intertialsyst. < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo!
Ich habe eine Verständnisfrage:
Gleichförmige geradlinige Bewegung heißt ja per Definition y''(t)=0 und das 1. newtonsche Gesetz besagt das sich ein Körper sofern keine Kräfte auf ihn wirken so bewegt. Bezugssysteme in denen das gilt nennt man per Definition Inertialsysteme. Heißt das die newtonschen Axiome gelten nur in Inertialsystemen?
Im Scheck steht nämlich:"....Verwendet man statt dessen solche Koordinatensysteme, die selbst beschleunigt sind, so wird die Grundgleichung eine kompliziertere Form annehmen, obwohl sie denselben physikalischen Sachverhalt beschreibt." Das hieße ja das die newtonschen Gesetze auch in beschleunigten Bezugssystemen gelten obwohl hier nach Definition die Bewegung im kräftefreien Fall nicht gleichförmig ist. Wiso sollte das 1. newtonsche Gesetz noch eine andere Form annehmen, es ist ja eindeutig??
Andereseits frage ich mich wie man überhaupt unabhängig messen soll ob eine Kraft wirkt. Das sieht man ja gerade an der Beschleunigung oder? In diesem Fall könnte ja jedes System ein Inertialsystem sein und die Unterscheidung wäre sinnlos?!
Gruß
Angelika
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 18:47 Sa 09.10.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
nimm ein beschl. System, etwa eine drehende Plattform.
a) du kannst als ausenstehender Beobachter alles mit den newtonschen axiomen herleiten, wenn du die Bewegung der Plattform miteinbeziehst.
b) du bist ein Beobachter auf der Plattform und betrachtest nur ereignisse darauf. Dann misst du plötzlich neue Kräfte, die Auf einen körper wirken, die nennst du dann Fliehkraft, oder Zentrifugalkraft und Corioliskraft und kannst wenn du die (und zusätzliche Kräfte) kennst wieder von deinem System aus alles mit [mm] F_{ges}=ma [/mm] beschreiben.
Eine kugel etwa, die du auf deine Plattform legst, wird sich von dir her gesehen nach aussen bewegen, von aussen gesehen bewegt sie sich geradeaus mit der Anfangsgeschw des Punktes, an dem sie aufgelegt wurde.
du siehst von aussen keine Kraft, also gleichf. geradlinige Bew. der Plattformbewoner sieht (und merkt) eine Zentrifugal und wenn sich die Kugel bewegt auch ne Corioliskraft.
Du kannst also als "Bewohner" der Plattform andere Kräfte messen, und dich in nem Inertialsystem wähnen, wo die halt wirken und messbar sind.
War das die Antwort?
Gruss leduart
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Danke das hat mir schon geholfen!
> nimm ein beschl. System, etwa eine drehende Plattform.
> a) du kannst als ausenstehender Beobachter alles mit den
> newtonschen axiomen herleiten, wenn du die Bewegung der
> Plattform miteinbeziehst.
Ich verstehe das so, dass man ein Bezugssystem wählt bzgl. dessen die Platte rotiert.
> b) du bist ein Beobachter auf der Plattform und
> betrachtest nur ereignisse darauf. Dann misst du plötzlich
> neue Kräfte, die Auf einen körper wirken, die nennst du
> dann Fliehkraft, oder Zentrifugalkraft und Corioliskraft
> und kannst wenn du die (und zusätzliche Kräfte) kennst
> wieder von deinem System aus alles mit [mm]F_{ges}=ma[/mm]
> beschreiben.
> Eine kugel etwa, die du auf deine Plattform legst, wird
> sich von dir her gesehen nach aussen bewegen, von aussen
> gesehen bewegt sie sich geradeaus mit der Anfangsgeschw
> des Punktes, an dem sie aufgelegt wurde.
> du siehst von aussen keine Kraft, also gleichf.
> geradlinige Bew. der Plattformbewoner sieht (und merkt)
> eine Zentrifugal und wenn sich die Kugel bewegt auch ne
> Corioliskraft.
Also ist es doch so wie ich vorhin angesprochen habe das man Kräfte nicht unabhängig vom Bezugssystem messen kann. Sonst würde ja in einem der beiden Fälle das newtonsche Gesetz versagen.
> Du kannst also als "Bewohner" der Plattform andere Kräfte
> messen, und dich in nem Inertialsystem wähnen, wo die halt
> wirken und messbar sind.
Ja genau das habe ich vorhin gemeint....aber welchen Sinn hat es dann zwischen Inertialsystemen und anderen Bezugssystemen zu unterscheiden. Irgedwie ist dann jedes Bezugssystem ein Inertialsystem weil ja auf F=0 y''(x)=0 folgt. So ist Inertialsystem in meinem Buch nämlich definiert. Oder ist das so ähnlich wie mit Orientierungen von Basen. Man wählt zuerst eine irgendein Bezugssystem und legt willkürlich fest das dies ein Intertialsystem ist alle Systeme in denen bzgl. dieses Systems dann F=0->y''(x)=0 gilt sind dann auch Inertialsysteme.
Gruß
Angelika
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Hallo!
Vielleicht brauchst du noch ein Beispiel:
Eine Rakete treibt antriebslos im Weltraum, an Bord herrscht Schwerelosigkeit. Ein Astronaut läßt einen Ball los. Auf den Ball wirken keine Kräfte, deshalb schwebt er vor sich hin, ohne sich zu bewegen. Das ist ein Inertialsystem
Dann kommt ein Asteroid vorbei, auf dem kleine Außerirdische wohnen. Die sehen die Rakete natürlich, und in ihrem Koordinatensystem bewegt sich die Rakete mit konstanter Geschwindigkeit. Auch die Außerirdischen sehen den Ball, und da auf ihn keine Kräfte wirken, sehen sie ihn mit der gleichen Geschwindigkeit in der Rakete fliegen, wie die Rakete selbst. Auch das ist ein Inertialsystem.
Nun kommt eine weitere Rakete mit brennenden Triebwerken vorbei. Die Außerirdischen und die BEsatzung der ersten Rakete sehen die zweite Rakete mit größer werdender Geschwindigkeit anrauschen, wobei sie die brennenden Triebwerke sehen. Klarer Fall, diese Rakete beschleunigt auf Grund von Kräften, die auf sie wirken.
Aus Sicht der Besatzung der zweiten Rakete führen die erste Rakete, der Ball und der Asteroid eine beschleunigte Bewegung durch, und das, obwohl keine erkennbare Kraft wirkt. Sie könnten das mit dem Ball auch selbst ausprobieren und würden feststellen, daß der Ball sofort zum Heck fliegen wird, als ob er beschleunigt wird.
Offensichtlich beschleunigen Körper im Bezugssystem der dritten Rakete einfach so. Das kann man rechnerisch erfassen, indem man irgendwelche ominösen Scheinkräfte einführt, die einfach alles in Richtung Heck der Rakete ziehen.
Das ist also kein Inertialsystem.
Und das wichtige, woran du zu knabbern hast: Diese Sache mit dem Ball in der eigenen Rakete zeigt, daß mit dem eigenen Koordinatensystem was nicht stimmt, und es kein Inertialsystem ist.
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> Hallo!
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> Vielleicht brauchst du noch ein Beispiel:
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> Eine Rakete treibt antriebslos im Weltraum, an Bord
> herrscht Schwerelosigkeit. Ein Astronaut läßt einen Ball
> los. Auf den Ball wirken keine Kräfte, deshalb schwebt er
> vor sich hin, ohne sich zu bewegen. Das ist ein
> Inertialsystem
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> Dann kommt ein Asteroid vorbei, auf dem kleine
> Außerirdische wohnen. Die sehen die Rakete natürlich, und
> in ihrem Koordinatensystem bewegt sich die Rakete mit
> konstanter Geschwindigkeit. Auch die Außerirdischen sehen
> den Ball, und da auf ihn keine Kräfte wirken, sehen sie
> ihn mit der gleichen Geschwindigkeit in der Rakete fliegen,
> wie die Rakete selbst. Auch das ist ein Inertialsystem.
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> Nun kommt eine weitere Rakete mit brennenden Triebwerken
> vorbei. Die Außerirdischen und die BEsatzung der ersten
> Rakete sehen die zweite Rakete mit größer werdender
> Geschwindigkeit anrauschen, wobei sie die brennenden
> Triebwerke sehen. Klarer Fall, diese Rakete beschleunigt
> auf Grund von Kräften, die auf sie wirken.
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> Aus Sicht der Besatzung der zweiten Rakete führen die
> erste Rakete, der Ball und der Asteroid eine beschleunigte
> Bewegung durch, und das, obwohl keine erkennbare Kraft
> wirkt. Sie könnten das mit dem Ball auch selbst
> ausprobieren und würden feststellen, daß der Ball sofort
> zum Heck fliegen wird, als ob er beschleunigt wird.
> Offensichtlich beschleunigen Körper im Bezugssystem der
> dritten Rakete einfach so. Das kann man rechnerisch
> erfassen, indem man irgendwelche ominösen Scheinkräfte
> einführt, die einfach alles in Richtung Heck der Rakete
> ziehen.
> Das ist also kein Inertialsystem.
> Und das wichtige, woran du zu knabbern hast: Diese Sache
> mit dem Ball in der eigenen Rakete zeigt, daß mit dem
> eigenen Koordinatensystem was nicht stimmt, und es kein
> Inertialsystem ist.
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Sehr schönes Beispiel  Hast du dir das selbst ausgedacht? Auf alle Fälle verstehe ich das jetzt schon besser und es ist so ja auch plausibel. Trotzdem könnte ich theoretisch ja diese Scheinkräfte(Warum auch immer?! Es könnte ja eine verborgene Ursache geben) als die Wahrheit aktzeptieren und behaupten die andere Rakete beschleunige sich gleich wie die Scheinkraft beschleunigt und der Ball bleibt deshalb in der 1. Rakete dort wo er ist. So habe ich in meinem System wieder F=0->x''(t)=0.
Irgedwie habe ich so den Eindruck jedes System kann theoretisch Inertialsystem sein.
Gruß
Angelika
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Hallo!
Das ist wohl richtig, aber der Mensch ist sehr neugierig, und würde eine mysteriöse Kraft, die anscheinend auf alle Körper gleichermaßen wirkt, nicht einfach so hinnehmen.
Wenn Körper sich anders bewegen, als sie es sollten, dann ist da wohl eine Kraft im Spiel, und wenn es augenscheinlich keine Ursache für eine solche Kraft gibt, dann wird wohl mit dem Inertialsystem was nicht stimmen.
Denk aber auch dran, daß die Sache in der Praxis nicht ganz so ernst genommen wird. Für die meisten Experimente wird das Labor als Inertialsystem betrachtet, was streng genommen nicht stimmt (Die Gravitation ist zwar überall da, aber es gibt noch verschiedene Effekte durch die Erdrotation), aber das sind so kleine Effekte, daß man sie ignoriert.
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