Fallen bis zur Lichtgeschwindigkeit?

[LukZen]

Moin!

Neulich ist mir nach ein paar Bier eine tief wissenschaftliche Frage eingefallen, die mir einen tag später auch in nüchternem zustand interessant genug schien.

Wir wissen folgendes:

• Die Fallbeschleunigung eines Körpers ist im Vakuum unabhängig von seiner Masse
• Das Erreichen der Lichtgeschwindigkeit wird nur durch die relativistische Massezunahme verhindert

Nun die Frage: Kann ein fallender Körper also in der Theorie Lichtgeschwindigkeit erreichen?
Er wird ab einer Geschwindigkeit unheimlich schwer werden, aber das hindert ihn doch nicht daran weiter zu beschleunigen, oder doch? Wo liegt der Fehler?

Ein 15-Punkte-Physik-Leistungskurs-Kollege konnte mir keine Antwort liefern, Google so schnell auch nicht, und meinen Kurslehrer würde ich erst als letzte Instanz fragen

Also wenn wer ne Idee hat, ich würd mich über ne Antwort freuen.

LukZen

 

[NeWsOfTzzz]

Klar lol.. is doch fast das gleiche Prinzip wie beim Teilchenbeschleuniger..
Aber ne andere Frage hab ich schon.. in welche Richtung soll dein Körper denn fallen? Wenn der Körper Lichtgeschwindigkeit hat würde er doch relativ schnell auf den anziehenden Körper fallen bzw. er würde Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen weil der den anziehenden Körper vorher erreicht?

 

[Tobi-DS]

Er sagt ja auch in der Theorie....

sinngemäß ist das natürlich blödsinn, da irgendwann die schwrelosigkeit eintritt, als je höher man geht um den gegenstand fallen zu lassen...

 

[abassin]

Hi,
Also wenn dann hast du nur im Vakuum ne Chance, da ja die Luft widerstand leistet....

 

[DeineZehe]

@ abassin das wurde auch gesagt
Aber es geht halt nur wenn der naziehende körper unedlich weit weg ist weil wenn etwas fällt heisst das es wird von etwas angezogen (Erde) wenn es aber lichtgeschwindigkeit erreicht ist es sofort unten und geht ziemlich warscheinlich kaputt... daher wäre es möglich wenn sich die Erde in der selben geschwindigleit entfernt wie du fällst

MFg DeineZehe

 

[trxag]

Ein Körper mit Masse kann doch nie Lichtgeschwindigkeit erreichen
Er kommt nur in der Theorie verdammt nahe dran. Wir sind auf der Erde ja eh immer recht ungenau... also kannst du sagen, ja du erreichst Lichtgeschwindigkeit.
Ach, und dass er nie (wirklich) die Lichtgeschwindigkeit erreicht, liegt daran, dass man, da der Körper eine Masse besitzt, unendlich viel Energie hineinstecken müsste. Es gibt aber nicht unendlich viel Energie, ergo wird er nicht so schnell.
Jo, ich denke das passt so

Bitte berichtigt mich, falls was falsch ist

MfG
trxag

 

[RamsesV]

Sobald etwas schneller als das Licht fällt, fällt es in ein Schwarzes Loch, da das die einzigen Köprer sind, die eine derartige Fallgeschwindigkeit aufbauen könnte. Ab dem "Event Horizont" fällt alles, nach der MAthematik (!), mit Überlichtgeschwindigkeit in das Schwarze Loh. Da allerdings ab dem "Event Horizont", die uns bekannten physikalischen Gesetze versagen, ist es in diesem Fall durchaus möglich, dass ein Körper eine Geschwindigkeit weit jenseits der Lichtgeschwindigkeit erreicht

Lg
RamsesV, das Genie

 

[ToGross]

Ich bin jetzt kein physiker aber ich würde mal schätzen, dass es aufgrund der Zeitdilatation und v=a*t nicht möglich ist auf Lichtgeschwindigkeit zukommen (darüber hinaus soll ja sowieso nicht möglich sein - nach der Allgemeinen Relativitätstheorie)

Eine Genaue/Wissenschaftliche Erklärung würde mich jetzt auch interessieren!!

 

[KingGavid]

Die Fallgeschwindigkeit ich auch im Nicht-Vakuum unabhängig von der Masse.
Vielmehr hängt sie von der Größe der Oberfläche des Objekts ab.

Würde nun theoretisch ein Objekt im Vakuum mit konstanter Kraft angezogen werden und unendlich lang fallen, so würde es, bevor es irgendwann Lichtgeschwindigkeit ereichen würde, vorher entmaterialisiet und in Energie umgewandelt weden!

E=mc²

 

[Klause2007]

Du musst dazu eine Beschleunigungskonstante haben, hier auf der Erde 9,81 m/s. Diese jedoch gilt nur in einem kleinen "Fallbereich" auf unserer Erdoberfläche.
Damit dass alles etwas schneller geht, sollte diese Konstante höher ausfallen,
z.B > 20. Das bekommst Du am Jupiter hin.. (26)
Dann fangen aber die Probleme erst an. Denn die Abnahme der Gravitationskraft mit der Entfernung zum Objekt auf zeigt recht rasch Wirkung.
So dass Du um halbwegs mal schnell zu werden schon soweit vom Plateten weg wärst, dass seine Gravitation Dir nicht mal mehr die Zunge vom Gaumen holt.
Das ganze Experiment kannste so in die Tonne kicken, schade eigentlich..

Du musst die Frage andersrum stellen:
Wenn ein Körper mit 9,81 m/s ununterbrochen beschleunigt wird, nach welcher Dauer erreicht er theoretisch c ?

Hey, ist doch n geiles Rätsel. Ein Tipp:
-> das dauert gar nicht mal so lange, wie man meinen könnte...

 

[LukZen]

danke für die vielen reakionen.

Die Fallgeschwindigkeit ich auch im Nicht-Vakuum unabhängig von der Masse.
[...]so würde es, bevor es irgendwann Lichtgeschwindigkeit ereichen würde, vorher entmaterialisiet und in Energie umgewandelt weden!

Nicht ganz richtig, weil das Entscheidende hier das Verhältnis zwischen Luftwiderstand und Masse ist, die Masse spielt also durchaus eine Rolle. Stell dir vor ne Feder würde 10kg wiegen, die würde ganz anders fallen.
Das mit der Energieumwandlung hab ich noch nie gehört, kannst du das genauer erklären?

Ach, und dass er nie (wirklich) die Lichtgeschwindigkeit erreicht, liegt daran, dass man, da der Körper eine Masse besitzt, unendlich viel Energie hineinstecken müsste. Es gibt aber nicht unendlich viel Energie, ergo wird er nicht so schnell.

Es stimmt zwar, das unheimlich große Mengen an Energie da reinwandern, jedoch immer ein bestimmtes Maß davon in Beschleunigung investiert wird. Es ist also meiner Ansicht nach nur eine Frage der Zeit.

Ich bin jetzt kein physiker aber ich würde mal schätzen, dass es aufgrund der Zeitdilatation und v=a*t nicht möglich ist auf Lichtgeschwindigkeit zukommen (darüber hinaus soll ja sowieso nicht möglich sein - nach der Allgemeinen Relativitätstheorie)

Naja, die Zeitdilatation gilt lediglich für die Zeit des Objektes selber, nicht für die des Betrachters. Der Gegenstand altert also nicht oder kaum, fliegt aber trotzdem noch.

Sobald etwas schneller als das Licht fällt, fällt es in ein Schwarzes Loch, da das die einzigen Köprer sind, die eine derartige Fallgeschwindigkeit aufbauen könnte.

Schwarzes Loch schön und gut, aber du meinst es ist möglich mit dem Trick des "Fallens" das jedem Schüler eingepaukte "Lichtgeschwindigkeit? Unmöglich wegen Rel.-Theorie!"-Gerede zu widerlegen?

vielleicht sollte ich des weiteren betonen, das das ganze als gedankenexpieriment durchzuführen ist. dass es im bekannten universum die nötigen Bedingungen für so etwas nicht gibt ist mir klar.

hm, also gibt es jemand der ein klares, qualifiziertes statement geben kann?
ist es bei genannten bedingungen möglich oder nicht?

 

[KingGavid]

danke für die vielen reakionen.

Nicht ganz richtig, weil das Entscheidende hier das Verhältnis zwischen Luftwiderstand und Masse ist, die Masse spielt also durchaus eine Rolle. Stell dir vor ne Feder würde 10kg wiegen, die würde ganz anders fallen.
Das mit der Energieumwandlung hab ich noch nie gehört, kannst du das genauer erklären?

Es ist egal ob du 1kg eines Stoffes oder 10kg fallen lässt. Beide werden immer mit 9,81 m/s2 beschleunigen!
Im Vakuum fällt eine Felder genau so schnell wie ein Auto.

Das mit der Energieumwandlung wird in Einsteins Relativitätstheroie beschrieben:
:guck: Äquivalenz von Masse und Energie - Wikipedia

 

[LukZen]

Ne, du hast nicht verstanden was ich sagen will.
auf der erde spielt die masse sehr wohl eine rolle.

kannste ganz einfach selber ausprobieren :
kauf dir n fussball und einen luftballon.
lasse beides gleichzteitig fallen.
was kommt als erstes an?

natrülich der fussball, und das obwohl die beiden eine sehr ähnliche aerodynamik haben. jedoch ist das verhältnis von masse zu cw-wert beim fussball wesentlich besser als beim ballon, weswegen er auch wesentlich schneller fällt.

"Im Vakuum fällt eine Felder genau so schnell wie ein Auto."
Jupp stimmt absolut, und das ist ja auch der knackpunkt des ganzen threads.

Zu der sache mit der energieumwandlung...
du bestehst aus energie, die feder besteht aus energie, mein objekt im weltall ist aus energie. wenn sich etwas schneller bewegt als zuvor, "besitzt" es auch mehr energie, aber das heisst auf keinen fall, dass es sich bei hohen geschwindigkeiten auflöst oder zerfällt. denk dran - wir sind im vakuum.

 

[KingGavid]

Stimmt! Mit dem Fussball hast du wohl recht.

Aber:

Zur Sache mit der Energieumwandlung:

Wenn sich ein Objekt schneller bewegt besitzt es zwar mehr kinetische Energie, die aber unabhängig von der Energie die in der Masse schlummert ist.
Bei großen Geschwindigkeiten kommt nun diese kleine Formel zum Einsatz:
E=mc²
Energie=Masse mal Lichtgeschw. zum Quadrat
Auf dem gleichen Prinzip beruht eine Atombombe

Und da sich Materie nicht mit Lichtgeschw. bewegen kann, wird diese vorher in E umgewandelt.

Ich kanns jetzt auch nicht so genau erklären hab mir aber das(Relativitätstheorie - Wikipedia:read: ) durchgelesen und verstehs jetzt besser

 

[RamsesV]

Ich widerlege alles!
Kommt immer nur auf die Argumentation an

Und: Ja, die Relativitätstheorie ist veraltet. Meine Meinung: Es leben Strings

Lg
RamsesV

 

[Ralph Peter]

du kannst lichtgeschwindigkeit nicht erreichen, da du, um einen Körper auf Lichtgeschwindigkeit zu bringen, unendlich viel Energie aufwenden müsstest, und dazu reicht die Anziehungskraft eines Planeten deines Gedankenexperiments nicht. (unter normalen umständen).

Deine Geschwindigkeit nähert sich der Lichtgeschwindigkeit asymptotisch, wird sie aber nie erreichen.

 

[LukZen]

woher kennst du denn meinen planeten?
des wegen heisst es ja gedankenexperiment, man stellt sich bedingungen vor, weil es sie nicht gibt.

kannst du genauer erläutern, warum das erreichen nicht möglich ist?
das erreichen der lichtgeschw. mit einem auto ist unmöglich, weil die masse des wagens viel zu groß wird. aber wie eben ist das mit fallenden körpern, bei denen die masse irrelevant wird?

 

[trxag]

aber wie eben ist das mit fallenden körpern, bei denen die masse irrelevant wird?

Die Masse ist auch dann nicht irrelevant!

Es ist einfach nicht möglich mit einer Masse Lichtgeschwindigkeit zu erreichen.
PUNKT
Erklärungen stehen oben.

MfG
trxag

 

[LukZen]

sry, befriedigt mich nicht wirklich, deine antwort.
du hast zwar recht, dass "massig" energie in die masszunahme fliesst - aber auch immer ein bestimmtes mindestmaß wird in die fallbeschleunigung gehen (unterschied zum selbst beschleunigenden raumschiff).

und da die lichtgeschwindigkeit zwar schnell, aber bei weitem nicht unendlich ist, finde ich deine antwort kaum ausreichend.

 

[Ralph Peter]

es ist wie eine Asymptote. Egal, wie du dich anstrengst, du wirst sie nie erreichen. Und Lichtgeschwindigkeit ist eigendlich doch wie "unendlich", auf jeden fall was massen angeht.

 

[carver]

sooo,
da geb ich jetzt nochmal meinen senf als 14p ph-abiturient dazu
das es nich möglich is, scheint hier ja allen klar zu sein, nur die richtigen formeln fehlen.
wenn wir jetzt davon ausgehen, das die relativitätstheorie stimmt, würde ich zuerst mal die formel der relativistischen masse auskramen:

m=1/wurzelanfang[1-(v²/c²)]wurzelende*m0

das ganze besagt, das die masse eines köpers mit der geschwindigkeit, umso mehr sie sich c annähert, ziemlich ziemlich groß wird
nebenbei kann man gleich sehen was passiert wenn man einen körper auf c beschleunigen würde, c²/c² gibt 1, und 1-1 =0 udn wurzel0=0udn irgendws durch 0 geht nicht. --> geht also nicht
wenn man jetztne geschwindigkeit größer c hat, ergibt die wurzel was negatives, udn das geht ja bekanntlich auch wieder nicht--> geht also genauso wenig.
um auf deine frage zu kommen was passieren würde wenn ich unendlich energie zur verfügung hätte? --> probiers doch aus, setz es mal in die formel ein, die mase wird auch irgendwann unendlich werden...
du wirst es einfach nie schaffen, dich immer mehr annähern, aber lichtgeschwindigkeit zu erreichen is tabu für so nen schweren brocken, und irgendwann wird alles schwer was man richtung lichtgeshcwindigkeit beshcleunigt. die einzige möglichkeit wäre den körper in energie zu verwandeln siehe welle-teilchen-dualismus, so wie es photonen auch können
somit sollten wir vllt über die unendlichkeit diskutieren, wie groß sie ist, awo sie aufhört, was dahinter ist, was davor war

ich hoffe ich ahb ein paar neue denkanstöße gegeben, udn falls irgendwo fehler sind, oder ich mich in irgendwas falsches verannt habe, (mein letzter ph unterricht is imemrhin schon ein halbes jahr her ) dann dürft ihr miene ausführungen hier ruhig öffentl zerreisen
gruß carver
p.s.: irgendwann kommen wir immer an einen punkt den wir nich erklären können, wir müssen immer nur lange genug fragen

 

[Skyte]

hm... mal ne frage als physik laie:
ist es möglich masse in energie umzuwandeln?
bzw. was noch wichtiger ist: kann man die energie dann wieder in masse umwandeln?
der plan ist also nen brocken zu beschleunigen, in energie umzuwandeln, damit er lichtgeschwindigkeit erreichen kann und dann irgendwann wieder zurück zu wandeln.

 

[Ralph Peter]

ja. bei der kernspaltung z.B. wird ein kleiner prozentanteil der masse in energie umgewandelt. Es ist zwar nur ein kleiner anteil, aber trotzdem eine riesige Menge.
Zurückwandeln kann man es aber nicht.

 

[carver]

jein,
es gibt aj den welle teilchen dualismus, der besagt das ein photon sowohl wellen, als auch teilchen eigenschaften besitzt. ganz zu kapieren is das leider nich

udn dann gibts da noch die absorption von röntgenstrahlung an materie. hierbei tritt bei recht energiereicher strahlung (energie der gamma-strahlung muss mindestens so groß sein wie die ruheenergie zweier elektronen, also so groß wie die energie der ruhenden masse eines elektrons), die paarbildung auf. hierbei verwandelt sich 1 gamma-quant, also energie, zu einem elektron udn einem positron(beides masse). udn aus einem positron undeinem elektron kann man auch wieder 2 gammaquanten entstehen lassen. also wird aus masse energie. lichtgeschwindigkeit erreichen die beiden teilchen elektron und positron heirbei allerdings auch nich....

gruß carver

p.s.: könnten wir masse vollständig zu energie umwandeln, könntest du mit dem dreck unter deinen fingern wohl dein lebenlang diene wohnung heizen

 

[trxag]

Man muss die Masse ja nichtmal vollständig in Energie umwandel können
Ein Teil der Energie, die unter den Nägeln sitzt, würde schon reichen, um den Energieverbrauch eine durchschnittlichen Menschen zu decken

Danke für die Formel carver, die hab ich gesucht, aber schon vergessen
und dabei ist dieses Thema auch erst weniger als ein Jahr her
...und ich war zu faul, in meinen Unterlagen zu suchen
Physik rulez!

Und jetzt sollte wohl wirklich alles geklärt sein...

MfG
trxag