Einen Ball in einen schnell fahrenden Zug fallen lassen

Angenommen, der Zug beschleunigt während des Fallens des Balls nicht, landet er an der Stelle, auf die Sie gezielt haben. Denken Sie so darüber nach. Bevor Sie den Ball fallen lassen, bewegt er sich mit dem Zug mit (dh er hat eine gewisse horizontale Geschwindigkeit). Wenn Sie ihn fallen lassen, hat der Ball immer noch diese Geschwindigkeit, und da ein sich bewegendes Objekt dazu neigt, in Bewegung zu bleiben, es sei denn, Sie üben eine Kraft darauf aus (Newtons erstes Gesetz), bewegt sich der Ball beim Fallen mit dieser horizontalen Geschwindigkeit weiter. Daher landet er genau dort, wo er landen würde, wenn der Zug ruhen würde, und der Beobachter kann nicht erkennen, dass er sich in einem sich bewegenden Referenzrahmen befindet.

Dies spricht tatsächlich für etwas viel Tieferes: nämlich, dass sich die Physik in jedem Trägheitsreferenzrahmen (einem Referenzrahmen, der sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt) gleich verhält. Es gibt also keinen Begriff der "absoluten Bewegung". Der Zug bewegt sich in Bezug auf die Erde, aber das ist nicht anders, als wenn der Zug ruht und sich die Erde darunter bewegt.

All dies setzt natürlich voraus, dass der Zug während des Fallens der Kugel nicht beschleunigt. Wenn der Zug beschleunigt, bewegt sich der Ball immer noch so, als ob der Zug nicht beschleunigt hätte. In diesem Fall kann der Ball also woanders landen, als Sie ihn anvisiert haben, und ein Beobachter kann in diesem Fall feststellen, dass der Zug beschleunigt.

Ich habe keine wirklichen Qualifikationen, um darauf zu antworten, aber hier spielen mehrere Teile eine Rolle. Die Grundlagen sind in der Tat, dass Sie sich mit dem Zug bewegen und wenn es keine Beschleunigung oder Verzögerung gibt, bewegt sich alles im Zug, das nicht mit dem Zug verbunden ist, immer noch mit genau der gleichen Geschwindigkeit wie der Zug. Wenn Sie also einen Ball fallen lassen, hat er bereits die gleiche Geschwindigkeit wie der Zug. Die nächste Frage ist, sollte sich der Ball nicht vom Zug lösen, solange er nicht am Zug hängt. Hier spielen meines Erachtens mehrere andere Dinge eine Rolle, von denen eines offensichtlich wird, wenn Sie den Ball aus dem Fenster werfen. Offensichtlich hat der Ball dann sehr schnell eine andere Geschwindigkeit als wenn er in den Zug geworfen wird, und das liegt daran, dass sich die Luft außerhalb des Zuges nicht mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt.

Intuitiv würde ich auch sagen, dass Zentrifugalkräfte bei ausreichend hohen Geschwindigkeiten beginnen würden, die Kraft der Schwerkraft zu negieren, aber die Erde ist so groß, dass sie wahrscheinlich nie ein sehr relevanter Faktor sein wird. Jemand mit wirklichem Wissen könnte wahrscheinlich berechnen, wann.

Am Ende geht es darum, darüber nachzudenken, was die Geschwindigkeit eines Objekts beeinflusst und was nicht und wie stark.

Der Ball wird dorthin fallen, wo Sie hinzielen, selbst wenn der Zug mit maximaler Geschwindigkeit fährt. Sie können ein Experiment damit machen, um es selbst zu sehen. Warum ...? Weil jeder Raum im Universum eine Struktur hat. Solange keine äußere Kraft wie Luft auf das Objekt einwirkt, bewegt sich das in der Luft schwebende Objekt genauso schnell vorwärts wie der sich bewegende Zug in Bezug auf die Erde, aber der in der Luft schwebende Ball bewegt sich nicht gleichmäßig mit einem fahrenden Zug in Bezug auf den Zug. Wenn es 3 Meter vom Fahrersatz entfernt in der Luft hängt, ist es selbst bei einem sich am schnellsten bewegenden Zug immer noch 3 Meter vom Fahrersatz entfernt. Versuchen Sie, eine Drohne in einem fahrenden Zug zu fliegen, Solange die Fenster geschlossen sind, fliegt die Drohne dorthin, wo Sie sie fliegen möchten....