Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

Wolfgang24-1 schrieb:

Komisch, alle die Dinge, die dir an der Formel F=dE/ds zu fehlen scheinen

Mir fehlt auch etwas: Beispiele für die starke und schwache Kernkraft vielleicht, nachdem die Gravitationskraft und die elektrische schon angesprochen sind.

So allgemein mit F=dE/ds formuliert sieht es ja stimmig aus, aber man kann sich recht wenig darunter vorstellen. Solange nicht klar ist wie sich dE überhaupt ergeben kann, kommt es mir vor wie eine Binsenweisheit. Ohne Energie keine Kraft bzw. umgekehrt, und dass eine Kraft auf Distanz wirkt ist auch noch einzusehen. Da kann man aber auch reichlich "dunkle" Energie in dE packen oder was immer man haben will um so eine Energie anzugeben.
 

Niemand schrieb:

Keine Ahnung, denn der Ausgleich aller Dualismen im Universum ergeben ja eigentlich die singuläre "0". Also das Universum (die Raumzeitmatrix) für sich isoliert gesehen ist eigentlich saft- und kraftlos. 😍

Worüber philosophierst du denn hier. Wie kommst du denn darauf, dass das Universum eine Raumzeitmatrix sei? Bist du denn selbst, als wichtiger Bestandteil unseres Universums, saft und kraftlos?

Steinzeit-Astronom schrieb:

So allgemein mit F=dE/ds formuliert sieht es ja stimmig aus, aber man kann sich recht wenig darunter vorstellen. Solange nicht klar ist wie sich dE überhaupt ergeben kann, kommt es mir vor wie eine Binsenweisheit.

richtig, und da lauert auch die Fehlinterpretation von Wolfgang. Er nimmt an, dass die Energie von außen aus dem Feld kommt. Tatsächlich kommt sie aus dem Probekörper selbst.

Wolfgang24-1 schrieb:

... Die Formel beschreibt eine Kraft F auf ein Objekt, die dadurch entsteht, dass eine Energiemenge E von der Position s des Objekts abhängt.



 

Das setzt aber doch voraus, dass ein Potenzial bereits vorhanden ist und nicht vom Objekt mitgebracht wird. Danach brauche ich aber doch auch mindestens noch das Volumen des Objekts bei s, um dessen Potenzial bestimmen zu können. Je nachdem, wie tief das Objekt im Potenzial liegt (Grad der Überlagerung), hat das doch auch Einfluss auf die Ausbreitung seines eigenen Potenzialfeldes.

FabsOtX schrieb:

Das setzt aber doch voraus das ein Potenzial bereits an s vorhanden ist und nicht vom Objekt mitgebracht wird.

korrekt.

FabsOtX schrieb:

Danach brauche ich aber doch auch min. noch das Volumen von dem Objekt bei s um dessen potenzial bestimmen zu können.
 

Das "Volumen" kürzt sich heraus. Die Beschleunigung ist unabhängig von der Masse (gravitativ) oder der Ladung (Coulombkraft).

Im Falle der Ladung kommt es allerdings auf die träge Masse an, bzw auf das Masse/Ladungs-Verhältnis. (spezifische Ladung)

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Komisch, alle die Dinge, die dir an der Formel F=dE/ds zu fehlen scheinen

Mir fehlt auch etwas: Beispiele für die starke und schwache Kernkraft vielleicht, nachdem die Gravitationskraft und die elektrische schon angesprochen sind.

So allgemein mit F=dE/ds formuliert sieht es ja stimmig aus, aber man kann sich recht wenig darunter vorstellen. Solange nicht klar ist wie sich dE überhaupt ergeben kann, kommt es mir vor wie eine Binsenweisheit. Ohne Energie keine Kraft bzw. umgekehrt, und dass eine Kraft auf Distanz wirkt ist auch noch einzusehen. Da kann man aber auch reichlich "dunkle" Energie in dE packen oder was immer man haben will um so eine Energie anzugeben.

 

Der Anspruch dieser Formel ist ja gerade, dass sie auf alle Arten von Kräften anwendbar ist, die auf Objekte wirken. Mit der starken und schwachen Kernkraft wird es jedoch etwas schwierig das Objekt zu definieren auf das die Kraft wirkt. Wenn es in diesem Fall nicht einmal möglich ist, das Objekt zu definieren, auf das die Kraft wirkt, dann kann man auch nicht die Energiemenge identifizieren, die von der Position des Objekts abhängt.
Mit dieser Formel wird ein alternatives Konzept vorgeschlagen, um sämtliche Arten von Kräften auf Objekte zu erklären. Vielleicht ist das Konzept gar nicht so universell wie es den Anschein hat. Bereits mit einem einzigen Gegenbeispiel könnte man es widerlegen. Aber das muss man dann tatsächlich finden.

Rainer Raisch schrieb:

.... Das "Volumen" kürzt sich heraus. ....

Wenn das Potenzial bereits vorhanden ist und es nicht vom Objekt mitgebracht wird, können wir das nicht machen. Weil dann das Volumen des Objektes ausschlagebent für den Beinflussten bereich im Potzenial ist.

FabsOtX schrieb:

für den Beinflussten bereich im Potzenial ist.

Bevor man sich über sowas Gedanken macht, untersucht man zuerst einmal eine Probemasse, die zwar normal reagiert, aber nicht agiert (vernachlässigbarer Effekt unterhalb der Messgenauigkeit)

WENN man dann die gegenseitige Beeinflussung untersuchen will, muss man ganz genau definieren wie die Probemasse von wo kommt.

Im Gravitationsfeld ist das relativ einfach, weil alles auf das Nullpotential bezogen wird und sich die Felder linear überlagern.

Dennoch muss man sich klar sein, ob der freie Fall der Probemasse am fraglichen Ort abgebremst wird und die kinetische Energie abgeführt wird, oder wie das Experiment genau sein soll.

Rainer Raisch schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb:

So allgemein mit F=dE/ds formuliert sieht es ja stimmig aus, aber man kann sich recht wenig darunter vorstellen. Solange nicht klar ist wie sich dE überhaupt ergeben kann, kommt es mir vor wie eine Binsenweisheit.

richtig, und da lauert auch die Fehlinterpretation von Wolfgang. Er nimmt an, dass die Energie von außen aus dem Feld kommt. Tatsächlich kommt sie aus dem Probekörper selbst.

Dass Kraftfelder Energie enthalten können wir voraussetzen.
Die Energiedichte ist jeweils für elektrische, magnetische und Gravitationsfelder direkt angebbar: (ε/2E², µ/2H²,-g²/(8πG) ) Wir können auch direkt mathematisch nachweisen, dass die gesamte potentielle Energie einer Masse oder Ladung im eigenen Potential identisch mit der im Kraftfeld enthaltenen Energie ist. Der Nachweis verwendet partielle Integration sowie die Poissongleichung.
Somit lauert hier keine Fehlinterpretation. Bereits das einfache Beispiel mit der Federkraft F=Ds oder F=d/ds(Ds²/2)=d/ds(E) zeigt, dass der Ansatz prinzipiell korrekt ist.
Das einzige, was fehlt ist der Nachweis, dass dieser Ansatz universell gültig ist. 



 

Wolfgang24-1 schrieb:

... Bereits das einfache Beispiel mit der Federkraft F=Ds oder F=d/ds(Ds²/2)=d/ds(E) zeigt, dass der Ansatz prinzipiell korrekt ist.

Kannst du es auch anhand einer nicht-konservativen-kraft erklären die wegabhängig ist und die keinem Potenzial zugeornet werden kann? Sagen wir Reibung? Wie gelingt der rückschluß auf das Potenzial?

Gegeben durch Messung: Temperatur

Wolfgang24-1 schrieb:

Dass Kraftfelder Energie enthalten können wir voraussetzen.

Das hat nur überhaupt nichts mit der kinetischen Energie zu tun, die ein Probekörper im freien Fall gewinnt, jedenfalls im Falle der Gravitation.

Rainer
Das ist falsch. EDIT: was das Magnetfeld damit zu tun hat, sehe ich allerdings nicht

Das Magnetfeld spielt doch eine wichtige Rolle, Rainer, weil die Art und Weise, wie es auf bewegte geladene Teilchen wirkt, ein Beispiel für eine Kraft ist, die nicht aus einem Skalarpotential abgeleitet werden kann.

Details:

Elektrostatische Kraft: Diese kann durch ein Potential beschrieben werden. Für ein elektrisches Feld E gibt es ein elektrisches Potential ϕ  sodass E=−∇ϕ die Kraft auf eine Ladung q ist, dann F=qE=−q∇ϕ.

Magnetische Kraft:Für ein Magnetfeld B gibt es kein entsprechendes Skalarpotential ϕ, aus dem die Kraft abgeleitet werden kann. Die Lorentzkraft, die eine Ladung q im Magnetfeld erfährt, ist gegeben durch: F=q(v×B)(v ist die Geschwindigkeit der Ladung. Diese Kraft ist immer, glaube ich, senkrecht zur Bewegungsrichtung der Ladung und zur Richtung des Magnetfeldes.

Männer, ich probierte mich erst mit Word/Formeln und Symbole aus... Oops, die Pfeile sind plötzlich weg, das kann ich jetzt nicht korrigieren; für A E F v s und B
> bitte dazudenken, lieber Rainer & Wolfgang. Ich kriege kein „Danke“, Rainer, du keine Pfeile, hahaha (die meisten Emojis weiß ich nicht einzusetzen, die sind ja gruselig und vermitteln nicht meine Stimmung, na, egal, danke anyway, Mustafa)

Mondlicht

Warum das Magnetfeld ein Gegenbeispiel ist?

Abhängigkeit von der Geschwindigkeit:
Die magnetische Kraft hängt von der Geschwindigkeit v der Ladung ab, nicht nur von der Position s. Ich meine, dass man die magnetische Kraft nicht einfach als den Gradient einer potenziellen Energie beschreiben kann, die nur von der Position abhängt. 

Vektorpotential
Während das elektrische Feld durch ein Skalarpotential beschrieben werden kann, wird das Magnetfeld durch ein Vektorpotential A beschrieben, wobei B=∇×A. Aber selbst dieses Vektorpotential führt nicht zu einer Kraftbeschreibung, die der Form F=−∇E entspricht. 

Nicht-konservatives Feld:
Magnetische Felder sind Beispiele für nicht-konservative Felder, bei denen die Arbeit, die auf ein Teilchen verrichtet wird, vom Weg abhängt und nicht nur von den Start- und Endpunkten.

Also, das Magnetfeld liefert ein Gegenbeispiel zu der Behauptung, dass alle Kräfte aus einem Potential abgeleitet werden können, weil: 
1.    Die magnetische Kraft auf eine Ladung hängt von der Geschwindigkeit und der Richtung der Bewegung ab, nicht nur von der Position.
2.    Es gibt kein Skalarpotential ϕ, dass zu einer magnetischen Kraft führen würde.Diese Eigenschaften machen die magnetische Kraft zu einem wichtigen Gegenbeispiel für die Anwendung des Gesetzes F=  dE/dS auf alle Kräfte der Natur. 
3. Das glaube ich nicht, dass du das nicht weißt, Rainer, lasse mal die "Tests"... hihi, blond aber lernfähig...

Mondlicht2 schrieb:

ein Beispiel für eine Kraft ist, die nicht aus einem Skalarpotential abgeleitet werden kann.

Magnetismus entsteht durch bewegte Ladungen. Die Bewegung stellt einen Vektor dar. Dem Magnetfeld liegt ein Vektorpotential zugrunde.
A¹ = μ°v¹Q/(4π·r)

Im Grunde ist Magnetismus nur die SRT der Ladungen.

Mondlicht2 schrieb:

Aber selbst dieses Vektorpotential führt nicht zu einer Kraftbeschreibung, die der Form F=−∇E entspricht.

Doch natürlich, bzw ist der Gradient zu korrigieren
E¹ = ∇¹Φe
B¹ = ∇¹×A¹
Fem = E¹Q+Q·v¹×B¹

Mondlicht2 schrieb:

Diese Eigenschaften machen die magnetische Kraft zu einem wichtigen Gegenbeispiel

Das halte ich für eine falsche Formulierung, aber dazu kann ich nichts sagen.

www.chemie.de/lexikon/Magnetismus.html
Magnetfelder gehören zur Kategorie der konservativen Kraftfelder.

wiki:
Beispiele derartiger nicht-konservativer Kräfte sind zum einen Kräfte in nicht-konservativen Kraftfeldern wie etwa (magnetischen) Wirbelfeldern,
Beispiel eines Laplace-Feldes dagegen das elektrische Wirbelfeld, welches sich um einen zeitlich veränderlichen magnetischen Fluss ausbildet
Mit einem statischen Magnetfeld wird dabei keine Energie ausgetauscht .

Dass ein veränderliches Feld nicht konservativ sein kann ist wohl selbstverständlich.

Rainer Raisch schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Dass Kraftfelder Energie enthalten können wir voraussetzen.

Das hat nur überhaupt nichts mit der kinetischen Energie zu tun, die ein Probekörper im freien Fall gewinnt, jedenfalls im Falle der Gravitation.

Doch, hat es wohl. Woher kommt denn die kinetische Energie, die ein Körper gewinnt?

Energie kann nicht erzeugt oder vernichtet werden, sie kann nur von einem ......

Kinetische Energie gibt es nur im Doppelpack mit potenzieller Energie. Potenzielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt oder umgekehrt.
Die beiden zusammen werden mechanische Energie genannt.

FabsOtX schrieb:

Kinetische Energie gibt es nur im Doppelpack mit potenzieller Energie. Potenzielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt oder umgekehrt.
Die beiden zusammen werden mechanische Energie genannt.

Na siehst Du, das hat überhaupt nichts mit einer ominösen Feldenergie des Gravitationstrichters zu tun, sondern mit der Potentiellen Energie des Probeteilchens.

Obwohl ich das Kreuz bei angemeldet bleiben immer setze, fliege ich laufend raus, musste mich gerade zum 3x neu anmelden. Das nervt! Und ich verstehe das nicht, Rainer? Dann gehe ich liebe auf die Piste...

Rainer Raisch schrieb:

FabsOtX schrieb:

Kinetische Energie gibt es nur im Doppelpack mit potenzieller Energie. Potenzielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt oder umgekehrt.
Die beiden zusammen werden mechanische Energie genannt.

Na siehst Du, das hat überhaupt nichts mit einer ominösen Feldenergie des Gravitationstrichters zu tun, sondern mit der Potentiellen Energie des Probeteilchens.

Du versuchst wieder abzulenken wir haben doch vorhin festgestellt das E_pot nicht an das Teilchen gehaftet ist sondern schon an der Position existiert.
Das ist doch die grundlage der Diskusion hier oder vertue ich mich da?

Rainer Raisch schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Dass Kraftfelder Energie enthalten können wir voraussetzen.

Das hat nur überhaupt nichts mit der kinetischen Energie zu tun, die ein Probekörper im freien Fall gewinnt, jedenfalls im Falle der Gravitation.

Doch natürlich hat die Energie im Gravitationsfeld etwas mit der kinetischen Energie zu tun, die der Probekörper im freien Fall gewinnt. Die gewonnene kinetische Energie stammt aus der Überlagerung des Gravitationsfeldes des Probekörpers mit dem Erdfeld. Der Energiegehalt in der Feldüberlagerung nimmt exakt so ab, wie die kinetische Energie zunimmt.

Wolfgang24-1 schrieb:

Der Energiegehalt in der Feldüberlagerung nimmt exakt so ab, wie die kinetische Energie zunimmt.

Unsinn, die Überlagerung erfolgt additiv, da ÄNDERT sich überhaupt nichts. Das Feld des Probeteilchens war vorher in größerer Entfernung und ist nachher näher das ist alles.

FabsOtX schrieb:

Du versuchst wieder abzulenken wir haben doch vorhin festgestellt das E_pot nicht an das Teilchen gehaftet ist sondern schon an der Position existiert.

Dieser Unsinn kann nur von Wolfgang stammen, aber so habe ich das noch nicht von ihm gehört. Woher soll denn die Position wissen welche Masse wir dorthin legen wollen?

Das Potentialfeld ist Φ = -G·M/r, die Potentielle Energie ist V = m·Φ, sie kommt aus der Probemasse m, das hast du doch vorher praktisch selber gesagt, "nur im Doppelpack", also nicht ohne Probemasse.