Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

FabsOtX schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Hallo FabsOTX
Es tut mir furchtbar leid, aber ich kann keinerlei Zusammenhang zwischen deinem neuesten Beitrag und der Fragestellung "Potentielle Energie" oder "Energiedichte in Kraftfeldern" erkennen. Du erzählst etwas über Impulsübertragung, aber wozu?

Du sagst doch, dass ein Objekt im Gravitationsfeld Impuls aus dem Feld erhält.

Und ich sage, dass diese „Impulsübertragung“ nur über „Stoß“ stattfinden kann.

Ach so meinst du das. Aber das ist falsch. Impuls wird über "Kraft mal Zeit" übertragen. Dabei ist völlig egal wie die Kraft zustande kommt. Das ist wie im Billiard du kannst einer Kugel durch einen Stoß mit dem Billiard-Stab oder mit einer anderen Kugel einen Impuls geben. Du könntest sie jedoch auch durch Anblasen in Bewegung versetzen. Das wäre natürlich gegen die Regeln.

Wolfgang24-1 schrieb:

FabsOtX schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Hallo FabsOTX
Es tut mir furchtbar leid, aber ich kann keinerlei Zusammenhang zwischen deinem neuesten Beitrag und der Fragestellung "Potentielle Energie" oder "Energiedichte in Kraftfeldern" erkennen. Du erzählst etwas über Impulsübertragung, aber wozu?

Du sagst doch, dass ein Objekt im Gravitationsfeld Impuls aus dem Feld erhält.

Und ich sage, dass diese „Impulsübertragung“ nur über „Stoß“ stattfinden kann.

Ach so meinst du das. Aber das ist falsch. Impuls wird über "Kraft mal Zeit" übertragen. Dabei ist völlig egal wie die Kraft zustande kommt. Das ist wie im Billiard du kannst einer Kugel durch einen Stoß mit dem Billiard-Stab oder mit einer anderen Kugel einen Impuls geben. Du könntest sie jedoch auch durch Anblasen in Bewegung versetzen. Das wäre natürlich gegen die Regeln.

Nein, es ist nicht falsch, höchstens nicht mathematisch ausschlaggebend. Ich rede jedoch über einen Funktionsablaufplan (Mechanismus), und da ist es grundlegend.

Erkläre Billard, ohne die Worte „Stoß“, „Kollision“ oder bedeutungsgleiche Wörter zu verwenden. Es geht nicht, da der „Stoß“ grundlegend ist.

Yukterez schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Genau, ein Photon hat keine Potentielle Energie.

Nach der Definition Epot=E-Ekin-mc² mit E als der Gesamtenergie hf mit der das Photon at infinity ankommen würde (oder mit der es von dort gestartet ist) hat es potentielle Energie. Zwar ist mc²=0, aber E≠Ekin (die Gesamtenergie ist kleiner als die kinetische, womit auch hier negative potentielle Energie herauskommt).
Deine Definition gilt nicht für Photonen, weil die genau die Energie hf haben. Denn für die ist die kinetische Energie in hf enthalten und die Energie der Ruhemasse ist Null. 

Hätte es nur positive kinetische und keine negative potentielle Energie würde es wegen der unendlichen Blauverschiebung auch unendlich viel Energie im schwarzen Loch deponieren, aber da M=E/c² bis jetzt noch immer kleiner als unendlich war kann es das nicht sein.

Weshalb sollte die Blauverschiebung bei einem Fall ins schwarze Loch unendlich sein? Die Blauverschiebung hängt nur vom Betrag der zentralen Masse und nicht von deren Form ab. Ein großer Stern kann zu einem schwarzen Loch zusammenfallen, aber das ändert an seiner Gravitationswirkung nach außen nichts.

Rainer Raisch schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Genau, ein Photon hat keine Potentielle Energie. Ein herabfallendes Photon nimmt jedoch trotzdem Energie und Impuls aus dem Gravitationsfeld auf.

Quatsch

Wolfgang24-1 schrieb:

Impulsaufnahme eines fallenden Gegenstandes

Quatsch

Du verwechselst die lokale Wirkung mit der globalen Konstanz.

Unter lokaler Wirkung kann ich mir was vorstellen, wenn du noch erklärst was worauf wirkt. Aber erzähl doch mal was über die globale Konstanz. Was das so ist, und was die mit Impulsübertragung zu tun hat.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Fragestellung "Potentielle Energie" oder "Energiedichte in Kraftfeldern" erkennen.

Ich kann mit der ganzen Vorstellung von Energie, die irgendwo "steckt" und/oder herumgetragen wird nichts anfangen. Das ist mir alles zu abgefahren. Egal, weitermachen! 

Das ist völlig richtig. Ich kann mit der Vorstellung, dass Potentielle Energie irgendwo drin stecken sollte und dann irgendwie freigesetzt werden könnte, ebenfalls nichts anfangen. Das ist übrigens auch der Grund, weshalb ich diese Diskussion angefangen habe. Es ist mir auch unbegreiflich wie sich eine solche absurde Vorstellung in der Standard-Physik halten kann. Aber dazu braucht es wohl Leute, die bereit sind, traditionelles Scheinwissen mit Zähnen und Klauen zu verteidigen. 

Yukterez schrieb:

.... Nach der Definition Epot=E-Ekin-mc² mit E als der Gesamtenergie.

Ich finde die Formel Problematisch weil sie nicht wirklich aussagt was ambach ist.

Da steht:
E = Epot + Ekin + mc²

Das ist aber nicht aussage kräftig genug:

E = (Epot + Ekin) + mc²

E = Emech + mc²

Das sollte da eigentlich stehen.

FabsOtX schrieb:

E = Emech + mc²
Das sollte da eigentlich stehen.

In deiner OTX Terminologie vielleicht, aber hier orientieren wir uns ja an der normalen Physik, daher verwende ich die dort gebräuchlichen Ausdrücke da ich andernfalls nichts davon hätte wenn mich keiner verstehen würde.

Wolfgang24-1 schrieb:

Weshalb sollte die Blauverschiebung bei einem Fall ins schwarze Loch unendlich sein? Die Blauverschiebung hängt nur vom Betrag der zentralen Masse und nicht von deren Form ab. Ein großer Stern kann zu einem schwarzen Loch zusammenfallen, aber das ändert an seiner Gravitationswirkung nach außen nichts.

Wenn das stimmte, dann gäbe es gar keinen besonderen Unterschied zwischen einem schwarzen Loch und einem großen Stern. Der Unterschied ist jedoch die Geometrie der Raumzeit. Licht kann recht problemlos einem großen Stern entkommen, sogar aus seinem Zentrum, aber es kommt nicht mehr weg vom Ereignishorizont eines schwarzen Lochs.

Nachtrag: Energie hängt mit dem Phänomen Zeit zusammen. Aber die Relativitätstheorie, die u.a. diesen Zusammenhang beschreibt, willst du ja nicht in der Diskussion haben, Wolfgang. So kann das dann auch nichts werden^^.
 

Wolfgang24-1 schrieb:

Ein großer Stern kann zu einem schwarzen Loch zusammenfallen, aber das ändert an seiner Gravitationswirkung nach außen nichts.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wenn das stimmte, dann gäbe es gar keinen besonderen Unterschied zwischen einem schwarzen Loch und einem großen Stern.

Er meint im gleichen Abstand. An der Oberfläche ist die Gravitation bei einem schwarzen Loch natürlich stärker, aber wenn die Sonne zu einem schwarzen Loch zusammenfiele würde sich an der Bahn der Erde nichts ändern.

Yukterez schrieb:

FabsOtX schrieb:

E = Emech + mc²
Das sollte da eigentlich stehen.

In deiner OTX Terminologie vielleicht, aber hier orientieren wir uns ja an der normalen Physik, daher verwende ich die dort gebräuchlichen Ausdrücke da ich andernfalls nichts davon hätte wenn mich keiner verstehen würde.

Es steht in jedem Schulbuch (aus meiner Zeit), dass die potenzielle Energie plus die kinetische Energie die Gesamte Bewegungsenergie ergibt. Diese Gesamt Bewegungsenergie ist mechanischer Natur, Emech.

Emech = Epot + Ekin

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Weshalb sollte die Blauverschiebung bei einem Fall ins schwarze Loch unendlich sein? Die Blauverschiebung hängt nur vom Betrag der zentralen Masse und nicht von deren Form ab. Ein großer Stern kann zu einem schwarzen Loch zusammenfallen, aber das ändert an seiner Gravitationswirkung nach außen nichts.

Wenn das stimmte, dann gäbe es gar keinen besonderen Unterschied zwischen einem schwarzen Loch und einem großen Stern. Der Unterschied ist jedoch die Geometrie der Raumzeit. Licht kann recht problemlos einem großen Stern entkommen, sogar aus seinem Zentrum, aber es kommt nicht mehr weg vom Ereignishorizont eines schwarzen Lochs.
In der Außenwirkung (außerhalb des Ereignishorizonts) gibt es tatsächlich keinen Unterschied. Ob der Ereignishorizont tatsächlich Physikalisch existiert, und wenn, ob er dann auch von außen erreichbar ist oder ob er sich innerhalb der Materie des schwarzen Lochs befindet weiß keiner. Wenn man die negative Energiedichte im Gravitationsfeld und deren Massenäquivalent berücksichtigt, dann kommt sowieso eine völlig andere Theorie für Schwarze Löcher heraus.
Dass alles was ins Schwarze Loch hineinfällt, unendlich viel Energie bekommen soll, ist sowieso ein Widerspruch. Aber es ist ein Widerspruch in der Theorie der Schwarzen Löcher und nicht in der Feldtheorie.
Nachtrag: Energie hängt mit dem Phänomen Zeit zusammen. Aber die Relativitätstheorie, die u.a. diesen Zusammenhang beschreibt, willst du ja nicht in der Diskussion haben, Wolfgang. So kann das dann auch nichts werden^^.
 

Zeitdilatation und der Zusammenhang zwischen Energie und Zeit spielt doch nur bei sehr starken Gravitationsfeldern eine Rolle. Das Problem "Potentielle Energie" oder "Feldenergie" ist doch viel elementarer.

FabsOtX schrieb:

Yukterez schrieb:

FabsOtX schrieb:

E = Emech + mc²
Das sollte da eigentlich stehen.

In deiner OTX Terminologie vielleicht, aber hier orientieren wir uns ja an der normalen Physik, daher verwende ich die dort gebräuchlichen Ausdrücke da ich andernfalls nichts davon hätte wenn mich keiner verstehen würde.

Es steht in jedem Schulbuch (aus meiner Zeit), dass die potenzielle Energie plus die kinetische Energie die Gesamte Bewegungsenergie ergibt. Diese Gesamt Bewegungsenergie ist mechanischer Natur, Emech.

Emech = Epot + Ekin

Ja, wenn man sich nicht darum kümmert ob die Potentielle Energie im Kraftfeld steckt oder in der Masse selbst, dann ist das auch völlig ausreichend.

Das Problem fängt allein damit an, dass man anfängt in die Potentielle Energie etwas falsches hineinzuinterpretieren. Man kann die Wirkung der Feldenergie mathematisch als Potentielle Energie ausdrücken. Aber allein deshalb, weil man sie so ausdrücken kann, schlüpft doch die Feldenergie nicht in die Masse hinein.

Die meisten Menschen verstehen überhaupt nicht, weshalb es eine Rolle spielen soll, wo die Energie steckt. Für viele Anwendungen spielt es auch keine Rolle. Erst wenn es auch noch darum geht, wie schnell sich die Gravitationswirkung ausbreitet, dann wird es plötzlich wichtig, wo die Energie steckt, die für die Gravitationskraft verantwortlich ist. 

Wolfgang24-1 schrieb:

.... Ja, wenn man sich nicht darum kümmert ob die Potentielle Energie im Kraftfeld steckt oder in der Masse selbst, dann ist das auch völlig ausreichend.

Das Problem fängt allein damit an, dass man anfängt in die Potentielle Energie etwas falsches hineinzuinterpretieren..... 

Es geht um die Gesamtenergie eines Systems. Dafür reicht es aus. Wie sie zustande kommt, wird hier nicht behandelt.

Wolfgang24-1 schrieb:

.... Die meisten Menschen verstehen überhaupt nicht, weshalb es eine Rolle spielen soll, wo die Energie steckt. Für viele Anwendungen spielt es auch keine Rolle. Erst wenn es auch noch darum geht, ......

Es gibt immer zwei Möglichkeiten, und im nächsten Augenblick wieder zwei und so weiter ...

Entweder wir können wirklich noch nicht mehr wissen, oder wir dürfen nicht.
Aber um alles zu verstehen, darf halt nichts weggeschnitten werden, so wie es die Mathematik ständig macht.

Mich interessiert die Nächste anwendung nicht ich möchte einen (Ersten) Roten Faden legen der vom Urknall(T=0) bis zum "Ende" geht.

Zunächst muss ich mich zum Impuls korrigieren, denn ein Objekt, das ich fallen lasse, hat zuerst den Impuls p=0. Der Impuls hängt immer von der Relativgeschwindigkeit ab.
Natürlich erhöht nicht die Geschwindigkeit im selben Maße wie das Potential sinkt, sondern der Lorentzfaktor γ.

Wolfgang24-1 schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Du verwechselst die lokale Wirkung mit der globalen Konstanz.

Unter lokaler Wirkung kann ich mir was vorstellen, wenn du noch erklärst was worauf wirkt. Aber erzähl doch mal was über die globale Konstanz. Was das so ist, und was die mit Impulsübertragung zu tun hat.

Die lokale Wirkung hängt vom jeweiligen Potential ab. Die gleiche (globale) Energie wirkt im tiefen Potential entsprechend stärker. Wie ich bereits sagte, bedarf es im Potential σ=1/2 nur der halben Energie, um ein Elektron herzustellen, als im Nullpotential σ=1.

Yukterez schrieb:

Nach der Definition Epot=E-Ekin-mc² mit E als der Gesamtenergie hf mit der das Photon at infinity ankommen würde (oder mit der es von dort gestartet ist) hat es potentielle Energie. Zwar ist mc²=0, aber E≠Ekin (die Gesamtenergie ist kleiner als die kinetische, womit auch hier negative potentielle Energie herauskommt).

Hätte es nur positive kinetische und keine negative potentielle Energie würde es wegen der unendlichen Blauverschiebung auch unendlich viel Energie im schwarzen Loch deponieren, aber da M=E/c² bis jetzt noch immer kleiner als unendlich war kann es das nicht sein.

Die Blauverschiebung ist die lokale Beschreibung. Global ändert sich die Energie des Photon nicht, es hat daher keine Potentielle Energie.
Seine Frequenz erscheint nur lokal höher, weil die Messgeräte langsamer ticken. Aus der Ferne betrachtet ändert sich seine Frequenz nicht.

Rainer Raisch schrieb:

Die Blauverschiebung ist die lokale Beschreibung. Global ändert sich die Energie des Photon nicht, es hat daher keine Potentielle Energie.

Nach der Logik gäbe es gar keine potentielle Energie, denn die Gesamtenergie ist auch bei materiellen Testpartikeln im freien Fall eine Erhaltungsgröße.

Yukterez schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Die Blauverschiebung ist die lokale Beschreibung. Global ändert sich die Energie des Photon nicht, es hat daher keine Potentielle Energie.

Nach der Logik gäbe es gar keine potentielle Energie, denn die Gesamtenergie ist auch bei materiellen Testpartikeln im freien Fall eine Erhaltungsgröße.

Nein.
Die Kinetische Energie eines Materieteilchens ändert sich, die Kinetische Energie des Photons f·h jedoch nicht.
p = f·h/c Impuls des Photon
T = c·p = f·h Kinetische Energie des Photon

Wolfgang24-1 schrieb:

Die meisten Menschen verstehen überhaupt nicht, weshalb es eine Rolle spielen soll, wo die Energie steckt. Für viele Anwendungen spielt es auch keine Rolle. Erst wenn es auch noch darum geht, wie schnell sich die Gravitationswirkung ausbreitet, dann wird es plötzlich wichtig, wo die Energie steckt, die für die Gravitationskraft verantwortlich ist. 

Weiß nicht wie es den meisten Menschen geht, aber ich persönlich habe ein Problem mit der Vorstellung, dass Energie überhaupt wie ein Gegenstand irgendwo stecken soll. Sie ist eher ein universelles Phänomen wie die Zeit, die auch nicht an konkreten Orten "steckt". Sie manifestiert sich mal so mal so, und man stellt verschiedene Gesetzmäßigkeiten fest. Aber Energie mit Gewalt an Orte zu kleben zu wollen finde ich seltsam. Klar, eine Masse befindet sich in der Regel an einem Ort, und man kann ihr dort auch eine Energie zuordnen, aber warum sollte das für jedwede Energie gelten? Wo genau ist die sog. Dunkle Energie? Überall meinetwegen, und jetzt? Was soll das bringen? Ich versteh's nicht^^.

Rainer Raisch schrieb:

Die Kinetische Energie eines Materieteilchens ändert sich, die Kinetische Energie des Photons f·h jedoch nicht.

Bei einem Partikel misst man die kinetische Energie anhand seiner lokalen Geschwindigkeit und bei einem Photon anhand der lokalen Frequenz. Wenn du die Frequenz des Photons at infinity einsetzen willst müsstest du auch entweder die shapiroverzögerte Geschwindigkeit des Partikels oder jene mit der er at infinity ankommen wird einsetzen, spätestens dabei sollte auffallen dass das so nicht funktioniert, denn im ersten Fall würden absurde Zahlen herauskommen und im zweiten Fall eine Konstante.

Rainer Raisch schrieb:

Zunächst muss ich mich zum Impuls korrigieren, denn ein Objekt, das ich fallen lasse, hat zuerst den Impuls p=0. Der Impuls hängt immer von der Relativgeschwindigkeit ab.
Ok, damit ist die Behauptung vom Tisch, dass sich der Impuls eines fallenden Körpers nicht ändern würde. Das bedeutet jedoch auch, dass der fallende Körper Impuls aus dem Kraftfeld bezieht, weil Impuls ja nicht intern im Körper gespeichert sein kann.
Da die Impulsänderung direkt mit der Energieänderung einhergeht bedeutet dies auch dass der Körper die kinetische Energie wie den Impuls ebenfalls aus dem Kraftfeld bezieht und nicht aus einer Umwandlung von Potentieller Energie.
Natürlich erhöht nicht die Geschwindigkeit im selben Maße wie das Potential sinkt, sondern der Lorentzfaktor γ.
Dass man die Übertragung von Feldenergie durch Potentielle Energie beschreiben kann, ändert nichts daran dass es die Potentielle Energie in Wirklichkeit überhaupt nicht gibt.

Wolfgang24-1 schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Du verwechselst die lokale Wirkung mit der globalen Konstanz.

Unter lokaler Wirkung kann ich mir was vorstellen, wenn du noch erklärst was worauf wirkt. Aber erzähl doch mal was über die globale Konstanz. Was das so ist, und was die mit Impulsübertragung zu tun hat.

Die lokale Wirkung hängt vom jeweiligen Potential ab. Die gleiche (globale) Energie wirkt im tiefen Potential entsprechend stärker. Wie ich bereits sagte, bedarf es im Potential σ=1/2 nur der halben Energie, um ein Elektron herzustellen, als im Nullpotential σ=1.

Deinen Irrtum bezüglich der Impulsübertragung auf einen fallenden Körper hast du ja nun eingestanden. Aber dass die Impulsübertragung auch unvermeidbar mit einer Energieübertragung verbunden ist, scheinst du ja immer noch nicht einsehen zu wollen. Vielleicht helfen dir dabei die folgenden einfachen Formeln.
Die Impulsübertragung p ist durch Kraft mg mal Zeit t gegeben p=mgt. Da während der Zeit t im freien Fall der Weg h=gt²/2 zurückgelegt wird ist damit automatisch die Energieübertragung (Kraft mg mal Weg h) mgh verbunden. 
Natürlich sagst du jetzt, das ist doch genau die Differenz der Potentiellen Energie. Dem widerspreche ich ja auch nicht. Nur ist jetzt klar, dass die selbe Kraft, die den Impuls aus dem Kraftfeld überträgt, auch die Energie überträgt. Die Energieübertragung aus dem Gravitationsfeld kann zwar durch Potentielle Energie erklärt werden, aber tatsächlich kommt die Energie wie der Impuls aus dem Kraftfeld.
Ich hoffe, dass du diese Schlussfolgerung nachvollziehen kannst.