Quanten.de Diskussionsforum  

Zurück   Quanten.de Diskussionsforum > Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest.

Hinweise

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.

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
  #51  
Alt 27.07.19, 21:27
OldB OldB ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 12.07.2018
Beiträge: 68
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Zitat:
Zitat von Benjamin Beitrag anzeigen

Wenn du den Stempel anders rum aufhängst, musst du das Gas abkühlen, um die Ladungen anzunähern. Das Abkühlen kostet aber auch Energie! Du musst Energie rein stecken, um zu kühlen. Siehe Kühlschrank. Und wenn dann die retardierten Felder ankommen, fährt der Kolben weiter aus, und du müsstest wieder Energie rein stecken, damit er nicht ausfährt.
Ok, ich dachte es ging dir ums Vorzeichen. Nehm ich zurück. Es bezweifelt ja auch niemand, dass man Energie braucht, um gegen die retardierten Felder zu arbeiten, damit die Ladungen an Ort und Stelle verharren, wenn sie die retardierten Felder durchdringen.
Aber es geht ja mehr um die Variante mit dem Brett, wo ich meine, da müsse sogar noch Energie rauskommen. Kann nicht sein natürlich, daher könntest du Recht haben...
Ich übersetz jetzt mal deine Erklärung für die Brettversion, denn da scheiden sich wohl eher die Geister. Du sagst das gedehnte Brett mit den Ladungen stellt einen energetisch niedrigeren Zustand da. Ok, würde ich unterschreiben, man braucht Energie, wie du sagst, um das Brett wieder auf die Ursprungslänge zurückzubringen im Kraftfeld. Paradox finde ich aber, dass ich Energie reingesteckt habe, um diesen energetisch niedrigeren Zustand zu erreichen. Egal...oder doch entscheidend!?
Jetzt löse ich aber die Nägel.
Wie sieht es dann aus? Dann hab ich ein gedehntes Brett, das sicher mehr Energie enthält als wenn es seine normale Länge hätte. Und dann noch die Ladungen, die von einem sehr höheren Potential herabrollen können. Gibt beides kostenlos Energie. Dabei war das Brett nur ein Hilfsmittel.

Das bitte erkläre mir, dummer Nuss, mal.

VG,
OldB

Geändert von OldB (27.07.19 um 23:11 Uhr)
Mit Zitat antworten
  #52  
Alt 27.07.19, 22:04
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.829
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Sorry, ich habe momentan keine Zeit, mich um diese Diskussion zu kümmern. Ich habe insbesondere auch keine Zeit, jemandem zu erklären dass Arbeit Kraft mal Weg ist und demenstprechend bei endlicher Kraft verschwindet, wenn der Weg Null wird.

Wir brauchen hier aber auch nicht seitenlange Diskussionen ohne Bezug zu Physik. Ich schaue morgen nochmal rein, und wenn das nicht besser wird, werde ich reagieren.
Mit Zitat antworten
  #53  
Alt 28.07.19, 12:09
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 1.374
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Hallo zusammen,

Zitat:
Zitat von OldB Beitrag anzeigen
Wie kann das sein?
bevor das Thema aufgrund persönlicher Streitereien geschlossen werden muss, möchte ich nochmal auf die ursprüngliche Frage eingehen. Die zeigt nämlich recht schön, eine häufig wiederkehrende Problematik in Physikforen:

Man kann die Fragestellung auf verschiedenen Schwierigkeitsstufen formulieren.

a) Schulniveau: Verwendet wird das Coulomb-Gesetz + Newton. Die Dynamik der zwei Ladungen ist relativ schnell und leicht zu berechnen

b) Hochschulniveau: Die Rechnung muss relativistisch kovariant gemacht werden. Quanteneigenschaften sind u.U zu berücksichtigen. Die volle Rechnung wird unübersichtlich und kompliziert. Es muss oftmals geschickt genähert werden, um zu überprüfbaren Ergebnissen zu kommen.
__________________
Freundliche Grüße, B.

Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921
Mit Zitat antworten
  #54  
Alt 28.07.19, 18:42
Benjamin Benjamin ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 14.07.2010
Beiträge: 416
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Zitat:
Zitat von OldB Beitrag anzeigen
Paradox finde ich aber, dass ich Energie reingesteckt habe, um diesen energetisch niedrigeren Zustand zu erreichen. Egal...oder doch entscheidend!?
Das Brett bekommt die Energie aus der Ladung. Es ist die Energie, die du vorher hineingesteckt hast.

Zitat:
Zitat von OldB Beitrag anzeigen
Jetzt löse ich aber die Nägel.
Wie sieht es dann aus? Dann hab ich ein gedehntes Brett, das sicher mehr Energie enthält als wenn es seine normale Länge hätte. Und dann noch die Ladungen, die von einem sehr höheren Potential herabrollen können. Gibt beides kostenlos Energie.
Gehen wir einen Schritt zurück. Du schickst beide Ladungen von einer anfänglichen Position los, indem du ihnen Energie gibst. Du könntest beide Ladungen aber auch einfach loslassen, und sie würden kinetische Energie bekommen, dadurch, dass sie sich abstoßen. Diese kinetische Energie könntest du nutzen, so als ob du aus Geisterhand Energie generiert hättest. Ich hoffe, du siehst sofort ein, dass dies kein Generieren von Energie ist, sondern ein nutzen der potentiellen Energie, die diese Ladungen haben. Sie haben potentielle Energie schon zu beginn, weil sie irgendjemand aus dem Unendlichen angenähert hat.

Es gibt sozusagen, die Möglichkeit aus den anfänglichen Positionen Energie zu gewinnen, nämlich die potentielle Energie, die die Ladungen am Anfang haben.

Zurück zu deinem Problem. Du schickst die Ladungen aufeinander los. Sie bleiben irgendwann stehen. Du könntest sie jetzt fest nageln, und die alte Geschichte aufrollen. Aber da du faul und gleichzeitig genial bist, bist du die Sache sehr berechnend angegangen und hast die Ladungen genau mit der kinetischen Energie auf die Reise geschickt, wo ihr Umgekehrpunkt mit dem Punkt zusammentrifft, wo die retardierten Felder der anderen Ladung auf sie treffen. Du sparst dir damit die ganze Festnaglerei, hast aber dennoch plötzlich auf jeder Seite ein stärkeres Feld, dass deine Ladungen nun stärker zurück beschleunigt. Das heißt, sie werden an ihren Ausgangspunkten mit mehr kinetischer Energie ankommen, als du hineingesteckt hast. Genial! Du hast tatsächlich Energie gewonnen. Das Blöde ist nur, dass irgendwann die neuen retardierten Felder die Ladungen heimholen werden, und ihnen genau die Energie wieder rauben (nämlich die potentielle Energie), die du gerade glaubtest gewonnen zu haben. Natürlich könntest du sagen, du verbrauchst die Energie schnell indem du sie in Wärme oder was weiß ich umwandelst. Kannst du machen, und die Felder können diese Energie nicht zurückholen. Aber deiner Kugel fehlt die Energie dennoch. Ebenso wie die Energie, die in Wärme umgewandelt wurde. Der Anschein, dass du trotzdem irgendwie Energie gewonnen hättest, rührt jetzt allein daher, dass du die potentielle Energie genutzt hast, die die Ladungen am Anfang schon hatten. Du hast nun einfach auf sehr umständliche Weise die Energie genutzt, die jemand anders am Anfang hineingesteckt hat, als er die Ladungen aus dem Unendlichen angenähert hat.

Du kannst die Ladungen auch einfach los lassen und dann ihre Energie in Wärme umwandeln.
__________________
"Gott würfelt nicht!" Einstein
Mit Zitat antworten
  #55  
Alt 29.07.19, 10:11
OldB OldB ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 12.07.2018
Beiträge: 68
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Hallo Benjamin,
vielen Dank für deine Mühe und die recht ausführliche Beschreibung. Ich kann das alles nachvollziehen bis auf eine winzige Kleinigkeit.
Zitat:
Zitat von Benjamin Beitrag anzeigen
Du sparst dir damit die ganze Festnaglerei, hast aber dennoch plötzlich auf jeder Seite ein stärkeres Feld, dass deine Ladungen nun stärker zurück beschleunigt. Das heißt, sie werden an ihren Ausgangspunkten mit mehr kinetischer Energie ankommen, als du hineingesteckt hast. Genial! Du hast tatsächlich Energie gewonnen.
Soweit richtig.
ABER:
Das schöne am Festnageln, und darum hab ich es gemacht, ist ja, dass ich alle Zeit der Welt habe, um eine lupenreine Zwischenbilanz zu ziehen, wenn die retardierten Felder durch sind. Da steckt keine Energie mehr "im Feld", die ich kompliziert mit berücksichtigen muss, oder auch mal leichtfertig vergessen kann. Ich habe einfach wieder zwei statische Felder.
Die potentielle Energie berechnet sich aus dem Abstand der Ladungen und die Energie der beiden Impulse durch die retardierten Felder steckt gespeichert im Brett.
Die Energie die, ich anfangs investiert habe, ist von den beschleunigten Ladungen aufs Feld und vom Feld ins Brett gewandert.
Hört sich ja erst mal gut an. Leider ist aber der Abstand zu gering, sodass die Energiebilanz aus investierter Energie und der, die jetzt im System steckt, nicht passt. (Ich habe mit der investierten Energie erst die potentielle Energie der Ladungen erhöht und dann AUCH NOCH ZUSÄTZLICH die des Brettes)
Zitat:
Zitat von Benjamin Beitrag anzeigen
Das Blöde ist nur, dass irgendwann die neuen retardierten Felder die Ladungen heimholen werden, und ihnen genau die Energie wieder rauben (nämlich die potentielle Energie), die du gerade glaubtest gewonnen zu haben.
Welche neuen retardierten Felder? Wenn ich es so mache (Festnageln und Ruhe einkehren lassen) dann sind doch keine mehr unterwegs, wenn ich jetzt eine Ladung (oder auch beide) loslasse. Sie rollen ein größeres Potential herab, ganz einfach so als ob sie jemand vorher aus dem Unendlichen bis dorthin angenähert hätte.

VG,
OldB

Geändert von OldB (29.07.19 um 10:25 Uhr)
Mit Zitat antworten
  #56  
Alt 29.07.19, 10:29
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 1.374
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Zitat:
Zitat von OldB Beitrag anzeigen
dann sind doch keine mehr unterwegs
Du stellst dir die Potentiale scheinbar wie eine Welle vor. Ich denke, das trifft es aber nicht richtig. Bei den retardierten Potentialen geht es mMn vorwiegend um eine zeitliche Verzögerung in der Wirkung der Felder.
__________________
Freundliche Grüße, B.

Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921
Mit Zitat antworten
  #57  
Alt 29.07.19, 12:35
Benjamin Benjamin ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 14.07.2010
Beiträge: 416
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Okay, versuchen wir's noch mal mit Brett.

Zitat:
Zitat von OldB Beitrag anzeigen
Die Energie die, ich anfangs investiert habe, ist von den beschleunigten Ladungen aufs Feld und vom Feld ins Brett gewandert.
Hört sich ja erst mal gut an. Leider ist aber der Abstand zu gering, sodass die Energiebilanz aus investierter Energie und der, die jetzt im System steckt, nicht passt. (Ich habe mit der investierten Energie erst die potentielle Energie der Ladungen erhöht und dann AUCH NOCH ZUSÄTZLICH die des Brettes)
Sagen wir, du hast jeder Ladung 100 Joule kinetische Energie gegeben, und sie bewegen sich aufeinander zu. Also in Summe 200J. Indem sie sich nähern, wandelt sich die kin. Energie in potentielle um, bis beide anhalten. Dann nagelst du sie fest. Somit stecken die 200J in der potentiellen Energie der Ladungen.

Jetzt kommen die retardierten Felder an, und erhöhen die potentielle Energie, was dazu führt, dass die Ladungen unweigerlich verdrängt werden (die Kraft auf sie erhöht sich und bringt sie aus dem Kräftegleichgewicht mit dem Brett). D.h. das Brett wird weiter verspannt/gedehnt. Damit verringert sich die potentielle Energie des Systems Brett-Ladung. Jetzt sind sich die beiden Ladungen näher und haben von mir aus 204J potentielle Energie im Feld, aber gleichzeitig -4J im Brett.

Du löst jetzt die Ladungen von den Brettern. Die Bretter gehen zurück in ihre anfängliche Position. Du kannst die Bewegung der Bretter zurück in ihren ungedehnten Zustand tatsächlich nutzen und hast dabei 4J gewonnen, nämlich die Energie, die in der Dehnung der Bretter lag. Die Ladungen fliegen zurück zu ihre Ausgangspositionen, von wo du sie einst mit jeweils 100J auf die Reise geschickt hast. Und tatsächlich kommen sie mit satten 204J/2=102 Joule zurück. Egal wie, aber du haltest sie an ihrer Ausgangsposition wieder an, und gewinnst ihre 102J kinetische Energie.

Zitat:
Zitat von Benjamin Beitrag anzeigen
Genial! Du hast tatsächlich Energie gewonnen.
Du hast also nicht nur aus den anfänglichen 100J auf jeder Seite 102J gemacht, sondern auch noch 2J be jedem Brett gewonnen. Also in Summe 8 Joule Gewinn. Nice!

Aber halt! Da war noch etwas ...

Zitat:
Zitat von Benjamin Beitrag anzeigen
Das Blöde ist nur, dass irgendwann die neuen retardierten Felder die Ladungen heimholen werden, und ihnen genau die Energie wieder rauben (nämlich die potentielle Energie), die du gerade glaubtest gewonnen zu haben.
Damn it! Die blöden Felder kommen wieder. Und nun sind sie plötzlich schwächer, weil die Ladungen ja wieder weiter voneinander weg sind. Das heißt, sie werden deinen Ladungen potentielle Energie rauben. Und sie ziehen dir genau die Energie zurück, die du dachtest gewonnen zu haben. 4 Joule auf jeder Seite. Zu blöd. Jetzt hast du zwar 8 Joule gewonnen, aber deinen Ladungen - im Vergleich zu ihrer Ausgangsposition, als du sie mit 200 Joule los schicktest - 8 Joule entzogen.

Dein kurzeitiger Energiegewinn war übrigens nur möglich, weil irgend jemand anders die Ladungen seinerzeit vom Unendlichen angenähert hat. Du hast auf sehr geschickte Weise diese Energie genutzt. Aber am Ende, wenn sozusagen wieder ein Gleichgewichtszustand eintritt (ein Zustand, den du theoretisch unendlich lange halten kannst), dann stimmt die Energiebilanz, und es wird dir nicht möglich sein, aus den Ladungen mehr Energie raus zu holen als du, oder irgendjemand mal in sie hineingesteckt hat.
__________________
"Gott würfelt nicht!" Einstein

Geändert von Benjamin (29.07.19 um 12:37 Uhr)
Mit Zitat antworten
  #58  
Alt 29.07.19, 14:35
OldB OldB ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 12.07.2018
Beiträge: 68
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Zitat:
Zitat von Benjamin Beitrag anzeigen
Okay, versuchen wir's noch mal mit Brett.
Welches sich möglicherweise extrem fest vor meinem Kopf befindet;-)
Zitat:
Zitat von Benjamin Beitrag anzeigen
Jetzt sind sich die beiden Ladungen näher und haben von mir aus 204J potentielle Energie im Feld, aber gleichzeitig -4J im Brett.
Ist das denn kein Gleichgewichtszustand?
Deine Argumentation klingt völlig einleuchtend.
Aber wo ist denn da jetzt der Unterschied zu zwei Ladungen, die einfach von einem Potentialniveau von x +208J auf eines von x bewegt werden?
Was, wenn ich mich angestrengt hätte, und die Ladungen mühsam bis auf +208J hinaufgeschoben hätte?
Ausschlaggebend für das was ich rausbekomme ist einzig und allein die Potentialdifferenz. Selbstverständlich kann ich die nur einmal entnehmen.

Sorry, bin gerade maximal verwirrt;-)

VG,
OldB

P.S.: Die Energie im Brett ist irgendwie nachrangig und irritiert nur. Man kann doch einfach ein supersteifes Brett annehmen, das sich vernachlässigbar wenig dehnt. Dann steckt die zusätzliche potentielle Energie nur in den Ladungen.

Geändert von OldB (30.07.19 um 15:25 Uhr)
Mit Zitat antworten
  #59  
Alt 29.07.19, 18:04
Zweifels Zweifels ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 26.11.2018
Beiträge: 196
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Zitat:
Zitat von OldB Beitrag anzeigen
Nun frage ich mich, was, wenn ich aber nun die Ladungen gleichzeitig aufeinander zubewege (auch verhältnismäßig langsam, heißt << c), aber die Signalübertragung/Informationsübertragung einfach aufgrund des Abstandes (LE sehr groß) recht lange dauert.
Da das elektrische Feld der Ladungen sich mit c ausbreitet, denke ich mal, dass man hier (wie die RT ja sagt) nicht von einer absoluten Bewegung ausgehen kann, sondern nur von einer relativen Bewegungen der Ladungen untereinander. Demzufolge ist es egal, ob man eine Ladung 2 Längeneinheiten auf eine (ruhende) andere Ladung zubewegt, oder ob man beide Ladungen jeweils 1 Längeneinheit auf die andere zubewegt.
Obwohl das eine braucht ja zwei Zeiteinheiten... hmmm
okay, have to re-think that
Mit Zitat antworten
  #60  
Alt 29.07.19, 21:25
OldB OldB ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 12.07.2018
Beiträge: 68
Standard AW: Gleicher Weg, ungleiche Arbeit?

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Du stellst dir die Potentiale scheinbar wie eine Welle vor. Ich denke, das trifft es aber nicht richtig. Bei den retardierten Potentialen geht es mMn vorwiegend um eine zeitliche Verzögerung in der Wirkung der Felder.
Hallo Bernhard. Ich stelle mir in erster Linie eigentlich eher kugelsymmetrische Kraftfeldlinien vor um eine Ladung. Will ich da durch, geht das nicht umsonst energetisch gesehen. Beschleunige ich eine Ladung im Sinne eines elastischen Stoßes, ist das Feld in Beschleunigungsrichtung bis zu einem Abstand c*t wieder korrigiert, genau bei c*t ein "Peak mit dem Impuls" und dahinter halt noch das alte statische Feld. Entgegen der Beschleunigungsrichtung siehts anders aus. Da ist ein Teil des Kraftfeldern gestreckt, wenn ich es mal so salopp sagen darf. Das Potential sieht etwas anders aus, bedingt dadurch das es halt durch den Flächeninhalt von F gegeben ist. Trifft das deine Frage?

Geändert von OldB (30.07.19 um 15:49 Uhr)
Mit Zitat antworten
Antwort

Lesezeichen

Themen-Optionen
Ansicht

Forumregeln
Es ist Ihnen nicht erlaubt, neue Themen zu verfassen.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, auf Beiträge zu antworten.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, Anhänge hochzuladen.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, Ihre Beiträge zu bearbeiten.

BB-Code ist an.
Smileys sind an.
[IMG] Code ist an.
HTML-Code ist aus.

Gehe zu


Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 12:50 Uhr.


Powered by vBulletin® Version 3.8.8 (Deutsch)
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.
ScienceUp - Dr. Günter Sturm