Relativitätstheorie

[Phyxis]

Seit Jahren plagt mich eine Frage zur Relativitätstheorie

Ich habe sie jedem Physiker, der mir über den Weg lief gestellt. Keiner konnte es mir erklären. Vielleicht kann einer von Euch mir helfen?


Also hier mein "Problem"

Laut Relativitätstheorie nimmt die Masse eines Körpers mit zunehmender Geschwingkeit zu.

mr = relativistische Masse
m = Ruhemasse

mr=m/(1-v²/c²)^.5

Daraus folgt, dass bei erreichen der Lichtgeschwindigkeit die relativistische Masee unendlich wird, und somit kann kein Rausmschiff je schneller als das Licht fliegen, da zum beschleunigen einer unendlichen Masse unendlich viel Energie nötig ist.

Nun machen wir folgendes Gedankeexperiment:

Nehmen wir an, das Raumschiff bezieht seine Antriebsenergie aus der Fusion von Wasserstoff zu Helium. Dabei werden 4 Wasserstoffatome zu einem Heliumatom fusioniert.

Relative Atommasse Wasserstoff: 1.008
Relative Atommasse Helium : 4.003

Die Massenbilanz sieht dann so aus. 4 x 1.008 = 4.032 -4.003 = 0.029
Der Massendefekt von 0.029 liefert nach E = mc2 die Energie.

Jetzt nehmen wir an, das Raumschiff hat auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, bei der die relativistische Masse 10 mal grösser ist als die Ruhemasse.

Die Massenbilanz sieht jetzt so aus. 4 x 10.08 = 40.32 -40.03 = 0.29
De Massendefkt ist also auch um den Faktor 10 gestiegen und somit die Energie des Antriebs auch um den Faktor 10.

Die Energie eines Fusionsantriebs nimmt also proportional mit der relativistischen Masse zu und wird bei erreichen der Lichtgeschwindigkeit unendlich. Damit steht unendlich Energie zur Verfügung und das Raumschiff kann weiter beschleunigen. Nur dem Universum würde das nicht sehr gut bekommen. Ein Ausbruch unendlicher Energie würde es vernichten.

Wo liegt mein Denkfehler?
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Wir alle sind nur Maiglöckchen auf den Flügeln des universellen Frosches (Donald Duck als Philosoph
Ohne Verstand nutzt auch ein IQ von 150 nichts (von mir)
Urteile nie über einen Menschen, bevor du nicht einen Mond in seinen Schuhen gegangen bist (Indianisches Sprichwort)

[pimentão]

[Freikletterer]

Bin kein Experte, daher kann ich nur Vermutungen anstellen...

Ich denke aber nicht, daß Du die relativistische Masse der Atome für die Berechnung der Energiebilanz verwenden kannst.
Im Massendefekt 0,029 spiegelt sich ja die freigewordene Bindungsenergie der Kernbestandteile wieder.
Eine relativistische Massenzunahme der Kernbestandteile bedeutet nicht automatisch eine Zunahme der Bindungsenergie.

Abgesehen davon fehlt in Deiner Formel etwas - der Teil in der Klammer gehört eigentlich unter eine Wurzel (ändert aber nix an dem prinzipiellen Ergebnis, daß die Masse bei v=c eben unendlich wird.
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"22 Männer in lächerlicher Kriegsausrüstung, die sich gegenseitig niederschlagen, nur um an eine luftgefüllte Blase aus Schweinsleder zu kommen! Einige der menschlichen Bräuche verwirren mich, aber Football ist mir ein absolutes Rätsel!"

- K.I.T.T.

[Wow]

Hallo Phyxis,

unabhängig davon, ob die Masse (das mit der Masse ist 'out' und findet sich eigentlich nur in der Populärliteratur wieder) nun zunimmt oder die Energie, solltest du dir folgende Dinge noch überlegen:

Wenn die Masse/Energie des Antriebs um den Faktor 10 zunimmt, dann tut das auch die Masse des Raumschiffs selbst. Es wird also nicht leichter, das Raumschiff zu beschleunigen. Diese Sichtweise kann sowieso nur ein Beobachter haben, zu dem sich das Raumschiff relativ bewegt.

Aus der Sicht des Raumschiffs gibt es keine Massenzunahme. Es hat immer den normalen Antrieb für seine Ruhemasse.

Und noch was ganz fieses: dein Raumschiff nimmt nicht mal an relativistischer Masse zu, denn selbst wenn der Antrieb perfekt funktionieren würde, verliert das Raumschiff Ruhemasse, nämlich seinen Treibstoff! Anders ist es bei einer Straßenbahn, die die Energie von aussen zugeführt bekommt.

Ich empfehle als leichte Lektüre 'Relativitätstheorie anschaulich dargestellt' von Lewis Epstein.

Gruß
Wow

[pewe]

[frausch]

Hallo Phyxis,

hier nochmal eine anderer Erklärungsansatz:

Die Zunahme der Masse eines bewegten Objektes entspricht gerade der kinetischen Energie, die das Objekt hat. Oder anders, die Energie, die in der Massenzunahme Deines Nuklearbrennstoffes steckt, musst Du beim Beschleunigen des selbigen aufbringen.

Es sit also so, als ob du die Kinetische Energie eines Autos, das mit 50 km/h fährt dazu verwenden willst selbiges auch 100 km/h zu beschleunigen.

Viele Grüße

frausch
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Ich bin kein Troll, ich denke wirklich so!

Ich brauch kein Gegenargument, Ich bin ja selber dagegen (Gerhard Polt).

[Tso Wang]

[narziss]

[Phyxis]

[frausch]

1) Du mischt da relativistische und nichtrelativistische Gleichungen: 0.5m * v^2 gilt nicht in der Relativitätstheorie.

2) Die "Relativistische Energie" ist Ruheenergie + kin. Energie.

3) Wie gesagt. Der größere Massendefekt ist geringer Teil der der Energie, die Du aufgebracht hast, um dein Raumschiff zu beschleunigen.

4) Die Aussage ist: Energie = Masse. Ich glaube das ist gerade der Punkt, wo Dein Denkfehler liegt.
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Ich brauch kein Gegenargument, Ich bin ja selber dagegen (Gerhard Polt).

[Phyxis]

[Phyxis]

[step]

So viele richtige Antworten, da kann ich gar nichts mehr hinzufügen.

Das veraltete und irreführende Konzept der "relativistischen Massenzunahme" ist einfach nicht totzukriegen.
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Was ist der Sinn des Lebens? - Keiner, aber Leere ist Fülle für den, der sie sieht.

[Phyxis]

[step]

[Phyxis]

[Jan]

[Tso Wang]

[Phyxis]

[Phyxis]

[step]

@Phyxis: Zuerst dachte ich, du liest die gehaltvollen Antworten nicht, die Du bekommst, aber anscheinend verstehst Du sie einfach gar nicht. Wieso schreibst Du immer noch von "dynamischer Masse" und verwendest immer noch klassische Gleichungen, obwohl ich und andere das bereits erklärt haben?

Ich kann Dir wirklich nur raten, Dich erstmal selber mit RT zu beschäftigen. Dir fehlen nicht nur "die letzten Jahre Fortschritt der theoretischen Physik", sondern die Grundlagen der RT.
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[pimentão]

@ Phyxis

Laut Energieerhaltungssatz bleibt die Gesamtenergie aller Dinge in einem (komplett!) abgeschlossenen System immer gleich. Dein Gedankenexperiment ist also eine kontrafaktische Spekulation.

[Tso Wang]

[Phyxis]

[nocquae]

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[Tso Wang]

[Phyxis]

[pewe]

Todoroff Schüler?

[Phyxis]