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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 07.12.07, 16:48
JotBe JotBe ist offline
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Registriert seit: 21.11.2007
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Standard (wieder einmal) Energieverbrauch

Zitat:
Zitat von pauli Beitrag anzeigen
Du musst die während der sagen wir gleich langen Beschleunigungsphasen zurückgelegten Strecken betrachten!
StreckeA (20km/s auf 120km/s) ist wesentlich kürzer als StreckeB (2000km/s auf 2100km/s), weil die Durchschnittsgeschwindigkeit bei StreckeB wesentlich höher ist, wie soll also eine längere Strecke zurückgelegt werden können wenn nicht durch höheren Energieaufwand?
Schon mal vorab:
Im kräfterfeien Vakuum braucht man überhaupt keine Energie nur um Strecken zurückzulegen.

Eine Rakete fliegt munter weiter auch nachdem das Triebwerk abgeschaltet ist, und ich habe noch nie einen Meteoren mit Antrieb gesehen ...


Zitat:
Zitat von pauli Beitrag anzeigen
Jetzt lassen wir RT und komische Effekte beiseite, ein Mondfahrzeug (kein Luftwiederstand) beschleunigt von 0km/h auf 100km/h, dann nochmal von 100km/h auf 200km/h in jeweils sagen wir 10sec.
EDIT: natürlich relativ zur Mondoberfläche gemeint

Bist du der Meinung, dass beide Beschleunigungsmanöver die gleiche Menge an Energie erfordern?
Um uns bei der Antwort darauf unnötige Rechenschrite zu ersparen, sollten wir einen Rover nehmen der kein Gaspedal hat, sondern den Antrieb nur an- und ausmachen kann. Also einen KONSTANTEN Verbrauch hat, in jeder Sekunde die gleiche Menge Sprit verbrennt(erstmal egal wie viel).

Bist du damit einverstanden?


Gruss,
JotBe
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  #2  
Alt 07.12.07, 17:31
pauli pauli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 03.06.2007
Beitr?ge: 1.473
Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Zitat:
Schon mal vorab:
Im kräfterfeien Vakuum braucht man überhaupt keine Energie nur um Strecken zurückzulegen.

Eine Rakete fliegt munter weiter auch nachdem das Triebwerk abgeschaltet ist, und ich habe noch nie einen Meteoren mit Antrieb gesehen ...
einverstanden, Energie wird nur für die Beschleunigung benötigt

Zitat:
Um uns bei der Antwort darauf unnötige Rechenschrite zu ersparen, sollten wir einen Rover nehmen der kein Gaspedal hat, sondern den Antrieb nur an- und ausmachen kann. Also einen KONSTANTEN Verbrauch hat, in jeder Sekunde die gleiche Menge Sprit verbrennt(erstmal egal wie viel).

Bist du damit einverstanden?
einverstanden
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  #3  
Alt 07.12.07, 17:47
JotBe JotBe ist offline
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Registriert seit: 21.11.2007
Beitr?ge: 162
Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Zitat:
Zitat von pauli Beitrag anzeigen
Zitat:
Zitat von JotBe Beitrag anzeigen
Um uns bei der Antwort darauf unnötige Rechenschrite zu ersparen, sollten wir einen Rover nehmen der kein Gaspedal hat, sondern den Antrieb nur an- und ausmachen kann. Also einen KONSTANTEN Verbrauch hat, in jeder Sekunde die gleiche Menge Sprit verbrennt(erstmal egal wie viel).

Bist du damit einverstanden?
einverstanden
Gut. Dann mal weiter:

Wir nehmen nur die erste Beschleunigungsphase, in 10 s von 0 auf 100, bei konstantem Verbrauch pro Sekunde.

Dann zerlegen wir sie in 1-Sekunden-Stücke.

Und jetzt sag du mir, welche Strecke wurde in der 2. Sekunde zurückgelegt, und welche in der 9. Sekunde ?

Wobei in der 2. Sekunde die gleiche Menge an Energie verbraucht wurde wie in der 9. Sekunde ...


Gruss,
JotBe
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  #4  
Alt 08.12.07, 16:14
pauli pauli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 03.06.2007
Beitr?ge: 1.473
Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Teil 1

so Josef, hier erstmal eine Tabelle mit den von dir erwarteten Ergebnissen bei konstanter Beschleunigung. Möglicherweise benutze ich einige Ausdrücke falsch, laienhaft, aber der Kern dürfte richtig sein.

Was auffällt:
nach jeder Sekunde vergrössert sich die pro Sekunde zurückgelegte Strecke, so dass sich nach Verdoppelung der Geschwindigkeit die Strecke verdreifacht!
Dabei ist es egal, ob man mit Durchschnittsgeschwindigkeit oder sonstwie rechnet.
Angeh?ngte Grafiken
Dateityp: jpg beispiel1.jpg (79,2 KB, 8x aufgerufen)
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  #5  
Alt 08.12.07, 16:21
pauli pauli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 03.06.2007
Beitr?ge: 1.473
Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Teil 2

Hier mal ein weiteres Beispiel mit konstanter Erdbeschleunigung.

Auch bei der konstanten Erdbeschleunigung verdreifacht sich die zurückgelegte Strecke bei Verdoppelung der Geschwindigkeit - aber hier können wir es erklären: Die Gravitation nimmt ja quadratisch zu!


Auf deiner HP sagst du ja, es wäre im Weltraum völlig egal, ob man von 0 auf 100 oder von 2000 auf 2100 beschleunigt, die verbrauchte Energie ist dieselbe.
Zitat:
Auf der Erdoberfläche braucht man tatsächlich mehr Energie wenn man von 300 km/h auf 320 km/h kommen will, als von 100 km/h auf 120 km/h. Aber nicht weil man bei 300 km/h schwerer ist als bei 100, sondern weil man sich in einem Medium bewegt (Luft), das jeder Bewegung einen Widerstand
entgegenbringt, der um so grösser wird, je schneller man sich darin bewegt.

Das Vakuum des Weltraums bringt aber keinen solchen Widerstand, und
wenn man sich auch immer in der Schwerelösigkeit bewegt, dann braucht
man für die gleiche Erhöhung der Geschwindigkeit immer die gleiche
Energiemenge. Im Weltraum ist es egal, ob man von 20 km/s auf 120 km/s
beschleunigt, oder von 2000 km/s auf 2100.

Die Frage lautet:

Wie erklärst du, dass bei konstanter Beschleunigung die pro Zeiteinheit zurückgelegte Strecke immer länger wird, die pro Zeiteinheit hineingesteckte Energie aber die gleiche ist? Wie kann das funktionieren?
Angeh?ngte Grafiken
Dateityp: jpg beispiel2.jpg (73,8 KB, 7x aufgerufen)
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  #6  
Alt 10.12.07, 00:45
JotBe JotBe ist offline
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Beitr?ge: 162
Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Hallo Pauli, danke für die ausführlichen Tabellen.

Zitat:
Zitat von pauli Beitrag anzeigen
Die Frage lautet:

Wie erklärst du, dass bei konstanter Beschleunigung die pro Zeiteinheit zurückgelegte Strecke immer länger wird, die pro Zeiteinheit hineingesteckte Energie aber die gleiche ist? Wie kann das funktionieren?
Tja, das liegt in der Natur der Sache.

Weil eine Beschleunigung eine Änderung der Geschwindigkeit ist, wobei die Geschwindigkeit bereits ein "Zurücklegen einer Strecke" ist.

Denk auch an meine Behauptung, dass man allein um Strecken zurückzulegen noch keine Energie braucht,
nach der du selber erkannt hast dass Energie nur für die Beschleunigung benötigt wird.


Du wurdest eben falsch aufgeklärt.

Es ist in diesem Fall aber verständlich, weil das Argument, "dass man für längere Strecken mehr Energie braucht",
total logisch klingt, und auch im erdgebundenen Alltag immer wieder bestätigt wird. Aber nur auf den ersten Blick.
Denn, wenn man es genauer betrachtet, dann kommt Folgendes heraus:

Auch ein Auto auf der Strasse braucht keine Energie nur um Strecken zurückzulegen,
sondern nur für 3 Dinge: Luftwiderstand, Erdanziehung und Reibung
in der Mechanik.

Aber der Luftwiderstand spielt beim Energieverbrauch die grösste Rolle,
weshalb man eher vom "luftgebundenen Alltag" sprechen sollte. Denn:

Der Grund, warum man nach dem Gasgeben das Pedal nicht loslassen kann,
sobald man bei 100 km/h angekommen ist, ist eben dass die Luft einen ständig
"nach hinten drückt", und zwar umso stärker je schneller man ist.

Du bist doch Motorradfahrer, wenn ich mich richtig erinnere.
Also dürfte dir "die Sache mit dem Luftwiderstand" ziemlich real sein.
Oder?


Gruss,
JB
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  #7  
Alt 10.12.07, 07:11
orca orca ist offline
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Registriert seit: 29.10.2007
Beitr?ge: 213
Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Zitat:
Zitat von JotBe Beitrag anzeigen

Du wurdest eben falsch aufgeklärt.

Es ist in diesem Fall aber verständlich, weil das Argument, "dass man für längere Strecken mehr Energie braucht",
total logisch klingt, und auch im erdgebundenen Alltag immer wieder bestätigt wird. Aber nur auf den ersten Blick.
Denn, wenn man es genauer betrachtet, dann kommt Folgendes heraus:

Auch ein Auto auf der Strasse braucht keine Energie nur um Strecken zurückzulegen,
sondern nur für 3 Dinge: Luftwiderstand, Erdanziehung und Reibung
in der Mechanik.

Gruss,
JB
Der Zusammenhang ist doch ganz einfach:

Energie ist Kraft mal Weg

E = F*s

Das heißt, lege ich eine Strecke s zurück, ohne Kraft aufzuwenden, dann habe ich auch keine Energie verbraucht - wende ich Kraft auf, ohne einen Weg zurückzulegen, dann verbrauche ich auch keine Energie.

Bei beschleunigter Bewegung ist zu berücksichtigen, daß der zurückgelegte Weg s von der Beschleunigung a und von der Zeit t abhängt

s = at²/2 (ohne Anfangsgeschwindigkeit).

So einfach ist das.

Setz man nun für die Kraft F = m*a ein, dann erhält man die Formel

E = (1/2)*m*v².

Diese Formel besagt, wird ein Körper der Masse m von Null auf die Geschwindigkeit v beschleunigt, dann ist die Energiemenge E aufzubringen.
Wird die Masse nicht beschleunigt, dann ist auch keine Energie nötig.

Tritt allerdings Reibung oder Luftwiderstand auf, dann ist jedoch die Energie
E = F *s
aufzuwenden.

Es ist kein Experiment bekannt, daß der klassischen Mechanik widerspricht, auch keines mit Autos, Raketen und Motorrädern.
Es ist immer nur der Josef Braunstein, der die klassische Mechanik nicht kapieren will.

Ge?ndert von orca (10.12.07 um 07:13 Uhr)
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  #8  
Alt 10.12.07, 08:21
quick quick ist offline
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Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Hallo orca,

Zitat:
Zitat von orca Beitrag anzeigen
Der Zusammenhang ist doch ganz einfach:
Energie ist Kraft mal Weg
E = F*s
...
Es ist kein Experiment bekannt, daß der klassischen Mechanik widerspricht, auch keines mit Autos, Raketen und Motorrädern.
Ich möchte mal behaupten, immer wenn der Mensch in die Experimente miteinbezogen ist, funktioniert die klassische Mechanik "hinten und vorne nicht".
Beispiel: Vor ein paar Tagen habe ich einen schweren Tisch vom Auto in den 2. Stock einer Wohnung getragen. Tisch hat nicht gepasst, also zurück zum Auto.
Zusätzlich zu den Kreuzschmerzen danach habe ich eine Menge Energie aufgewandt (auf dem Hin- und Rückweg!).
Natürlich hätte ich mit Seilwinde, Energierückgewinnung usw. die Sache angehen können, aber das hätte mich doch auch wieder Energie gekostet.
Verstehst Du, was ich damit sagen möchte...?

Meine Schlussfolgerung: Die Störung eines Gleichgewichts in Raum und Zeit kostet immer Energie.

mfg
quick
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  #9  
Alt 10.12.07, 08:49
orca orca ist offline
Gesperrt
 
Registriert seit: 29.10.2007
Beitr?ge: 213
Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Zitat:
Zitat von quick Beitrag anzeigen
Hallo orca,

Ich möchte mal behaupten, immer wenn der Mensch in die Experimente miteinbezogen ist, funktioniert die klassische Mechanik "hinten und vorne nicht".

Verstehst Du, was ich damit sagen möchte...?

mfg
quick
Das ist Unsinn.
Man kann den Energieverbrauch eines Menschen bei einer Arbeit (z.B. bei einem Umzug) mit einem Atemmeßgerät über den Sauerstoffverbrauch exakt messen.
Ebenso kann man die mechaniche Arbeit E = W = Integral (F*ds) exakt bestimmen.
Energieverbrauch und geleistete menschliche Arbeit stimmen immer genau überein.
Daß die geleistete Arbeit unter Umständen für die Katz war, steht auf einem anderen Blatt und hat mit der klasssischen Mechanik nichts zu tun.

MfG
orca
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  #10  
Alt 10.12.07, 11:13
quick quick ist offline
Guru
 
Registriert seit: 05.05.2007
Beitr?ge: 742
Standard AW: (wieder einmal) Energieverbrauch

Hallo orca,

Zitat:
Zitat von orca Beitrag anzeigen
Man kann den Energieverbrauch eines Menschen bei einer Arbeit (z.B. bei einem Umzug) mit einem Atemmeßgerät über den Sauerstoffverbrauch exakt messen.
Eben!
Zitat:
Zitat von orca Beitrag anzeigen
Ebenso kann man die mechaniche Arbeit E = W = Integral (F*ds) exakt bestimmen.
Aber wäre diese mechanische Arbeit klassisch betrachtet denn nicht Null?
In meinem Beispiel begann der Weg am Auto und endete am Auto.

Und dann stimmt es nicht mehr, wenn Du sagst:
Zitat:
Zitat von orca Beitrag anzeigen
Energieverbrauch und geleistete menschliche Arbeit stimmen immer genau überein.
Dies hat nichts damit zu tun, dass die Arbeit für die Katz war.
Also, wenn die klassische Physik schon bei diesem einfachen Beispiel versagt...

mfg
quick
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