Warum war es schwierig, in dieselbe Richtung zu gehen, in die der Zug beschleunigte, und umgekehrt leichter?

Neulich, als ich in die gleiche Richtung ging, beschleunigte der Zug. Dann bin ich auf diese Frage gestoßen. Bitte, wenn Sie darauf antworten würden, ich bin sehr neugierig, es zu wissen. Aber wenn ich beim Beschleunigen des Zuges in die entgegengesetzte Richtung ging, dann war es einfacher.

Die Voraussetzungen sind nicht sehr genau: Es ist leicht / schwer zu gehen, wenn der Zug beschleunigt , nicht nur, wenn er sich bewegt.
Könnten Sie bitte weitere Details in den Text Ihrer Frage einfügen? In welche Richtung, im Gegensatz zu welcher anderen Richtung?
Das ist eigentlich keine Frage der Physik, sondern eine Frage der menschlichen Biomechanik. Wenn dir jemand einen Teppich unter den Füßen wegzieht, ist es dann einfacher, aufrecht zu bleiben, wenn er ihn nach vorne oder hinten zieht?

Antworten (5)

Aufgrund von Trägheit. Wenn der Zug beschleunigt und Sie nur im Zug stehen, neigen Sie dazu, nach hinten zu fallen. Aufgrund dieser Tendenz, nach hinten zu fallen, ist es einfacher, in die Richtung dieser Tendenz zu gehen und schwer, in die entgegengesetzte Richtung zu gehen.

Ich denke, der Op hat eine großartige Frage gestellt und die Beschleunigung angegeben, obwohl ich nicht denke, dass das wichtig ist. Es gibt Studien mit Laufbändern und es ist bewiesen, dass es einfacher ist als auf dem Boden zu laufen. Sie müssen keine Arbeit leisten, um die Vorwärtsbewegung aufrechtzuerhalten, da das Laufband auf Sie zukommt. Wenn sich andererseits ein Zug von Ihnen wegbewegt, müssen Sie noch härter arbeiten, als auf dem Boden zu laufen, um ihn aufrechtzuerhalten. Ein Teil Ihrer Energie wird verwendet, um sich vertikal auf und ab zu bewegen, aber es ist die horizontale Bewegung, die einen Unterschied in der Frage des OP ausmacht.

Diese Antwort ist nicht richtig. Die richtige Antwort ist, dass es von der Beschleunigung abhängt und NICHT von der Geschwindigkeit. Es ist nicht schwieriger oder einfacher, in einem Zug vorwärts zu gehen, wenn der Zug mit konstanter Geschwindigkeit fährt. Auf einem Laufband lässt es sich leichter laufen als auf dem Boden, da man auf einem Laufband keinen Luftwiderstand überwinden muss. Das hat nichts damit zu tun, in einen Zug zu gehen, wo man Luftwiderstand überwinden muss.

Wenn Sie in einem Zug stehen und dieser beschleunigt, versucht Ihre eigene Trägheit, gegen diese Beschleunigung anzukämpfen. Um zu verhindern, dass Sie nach hinten in den Zug rutschen – um sich im Zug bewegungslos zu halten – stützen Sie sich gegen den Boden und verwenden Ihre Muskeln, um die Auswirkungen der Beschleunigung zu absorbieren, die auf Sie übertragen wird. Denken Sie daran, dass sich Ihre Beine beim Gehen wiederholt vom Boden abstoßen, Ihren Körper bei jedem Schritt nach vorne beschleunigen und dann zwischen den Schritten langsamer werden. In einem beschleunigenden Zug still zu stehen, ist also für Ihre Beine so, als würden Sie mit dieser Beschleunigung kontinuierlich vorwärts gehen. Hoffentlich folgen mir alle so weit.

Angenommen, Sie möchten tatsächlich in die gleiche Richtung wie die Beschleunigung gehen. Zusätzlich zu der Beschleunigung, die sie bereits liefern (der Betrag, der sicherstellt, dass Ihre Geschwindigkeit mit der des Zuges übereinstimmt), müssen Ihre Beine eine zusätzliche Beschleunigung in die gleiche Richtung liefern. Wenn Sie in die entgegengesetzte Richtung gehen möchten, können Sie dies bis zu einem gewissen Grad erreichen, indem Sie Ihren Beinen erlauben, sich zu entspannen und nicht mit der Beschleunigung des Zuges mitzuhalten. Dann wird Ihre eigene Trägheit dazu führen, dass Sie zum Ende des Zuges tendieren, was es einfacher erscheinen lässt, sich in diese Richtung zu bewegen.

Das Ergebnis? Dies würde bedeuten, dass Sie auf einer leichten Steigung oder einem Hügel stehen (beachten Sie, dass das Äquivalenzprinzip der allgemeinen Relativitätstheorie besagt, dass dies tatsächlich genau gleichbedeutend damit ist, auf einem Hügel zu stehen); Es ist schwieriger, den Hügel hinauf (mit dem Zug) zu gehen als den Hügel hinunter.

Die Take-Home-Message ist, dass Dinge Beschleunigung hassen. Wenn so etwas wie ein Zug um uns herum beschleunigt, müssen wir härter arbeiten, damit unser Körper mit dieser Beschleunigung Schritt hält, und noch härter, um ihn zu überholen, sonst würde sich der Boden des Zuges einfach unter uns wegbewegen und wir würden nach hinten rutschen .

In einem beschleunigenden Zug befinden Sie sich in einem nicht trägen Bezugssystem. Sie erleben eine fiktive Kraft, die Sie scheinbar entgegen der Beschleunigung des Zuges zieht.

Wenn diese fiktive Kraft mit der nach unten gerichteten Schwerkraft kombiniert wird (was eigentlich eine weitere fiktive Kraft ist, aber darauf gehen wir nicht ein), ist der Nettoeffekt, dass sich das Gehen in Richtung der Beschleunigung des Zuges wie ein Bergaufgehen anfühlt; Das Gehen in die entgegengesetzte Richtung fühlt sich an, als würde man bergab gehen.

Die fiktive Kraft kann auch auf andere Weise beobachtet werden. Eine Murmel auf dem Boden des Zuges rollt "bergab"; ein Lot wird nicht senkrecht zum Boden des Zuges sein; und der Wasserstand in einer Tasse wird nicht parallel zum Boden des Zuges sein.

Tatsächlich - eine Beschleunigung des Zuges ist nicht erforderlich - solange er sich bewegt, wird Ihre kinetische Energie durch die Bewegung des Zuges beeinflusst, weil: -

E=1/2 mv 2

Kinetische Energie (E) ist die Energie, die benötigt wird, um ein Objekt mit einer bestimmten Masse (m) in Bewegung zu bringen. Die mathematische Formel bezieht sich auf die Geschwindigkeit (v oder Geschwindigkeit) im Quadrat . Es braucht viermal so viel Energie, um etwas doppelt so schnell zu bewegen.

Wenn Sie also in Richtung des fahrenden Zuges gehen, erhöhen Sie Ihre eigene vorhandene kinetische Energie (Sie befinden sich bereits im fahrenden Zug, haben also bereits die gleiche kinetische Energie), also ist es viel schwieriger als Sie erwarten (abhängig von der Geschwindigkeit des Zuges - je langsamer, desto schwieriger!), während Sie, wenn Sie in die andere Richtung gehen, von Ihrer kinetischen Energie abziehen (das Gegenteil), so dass Sie einen deutlichen Unterschied feststellen werden, wenn Sie vergleichen " vorwärts" und "rückwärts" im selben Zug.

Wenn Sie das nächste Mal in einem langsam fahrenden Zug sitzen, probieren Sie es aus und sehen Sie selbst!

Kinetische Energie ist nicht die Energie, um "ein Objekt in Bewegung zu bringen", sondern die Energie, die ein sich bewegendes Objekt hat .
Die Relativitätstheorie sagt, dass dies falsch ist. Wenn Sie sich im Zug befinden, können Sie immer davon ausgehen, dass die Geschwindigkeit Null ist, bevor er zu beschleunigen beginnt. Ihre vorherige kinetische Energie relativ zu einem anderen Bezugsrahmen ist irrelevant
Wenn dies wahr wäre (ohne Beschleunigung), wäre es einfacher, nach Osten zu gehen als nach Westen!
Das ist Unsinn, die Theorie besagt, dass es unmöglich ist zu sagen, ob Sie sich in einem Zug befinden, der mit einer konstanten Geschwindigkeit von 100 km / h fährt, in einem Zug, der überhaupt nicht fährt, oder in einem Zug, der mit 100 km / h rückwärts fährt (ohne Berücksichtigung von Geräuschen, Vibrationen, und die vorbeirauschende Landschaft). Jedes Physikexperiment, das in jedem Zug durchgeführt wird, hat identische Ergebnisse.
OK ihr Neinsager – der Zug ist 1m/s (Schrittgeschwindigkeit), ihr wiegt 70kg, ihr steigt (von einem seitlich angebrachten Laufsteg) auf einen Laufbandgenerator. Schritt in die entgegengesetzte Richtung zum Zug, 1-1=null Geschwindigkeit=0 Energie auf dem Laufband. Schritt seitwärts (weder mit noch gegen den Zug, und Ihre kinetische Energie ist E = 0,5 mv ^ 2, da das Laufband Sie zur Ruhe verlangsamt, was 70 kg / 2 1 m / s ^ 2 entspricht, was 35 Joule entspricht. Schritt * mit der Richtung des Zug, 1 + 1 = 2 m / s Geschwindigkeit, also quadriert ist 4. E = 120 Joule Wie konnten Sie beim Gehen 35 in eine Richtung verlieren, aber 103 in der anderen gewinnen, wenn es nicht schwieriger war, den Schritt zu machen?
Höflicher Vorschlag an alle, die diese richtige Antwort ablehnen oder kommentieren möchten - LESEN Sie zuerst WIKIPEDIA ( en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_energy ) und nehmen Sie sich die Zeit, die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Energie zu verstehen, und geben Sie einige Zahlen ein eine Tabelle, um zu sehen, was los ist. Besser noch, sagen Sie nichts, bis Sie es selbst in einem LANGSAM fahrenden Zug ausprobiert haben. NB: Muss langsam sein, bei großer Geschwindigkeit, Ihre mickrigen zusätzlichen/weniger 1 m/s werden keinen merklichen Unterschied machen.
Was ist, wenn der Zug eher nach Westen als nach Osten fährt?
Es ist erwähnenswert, dass ebenso wie die Änderung der kinetischen Energie, die durch das Gehen vom Stehen im Zug zum Gehen im Zug entsteht, davon abhängt, wie schnell sich der Beobachter im Zug bewegt oder nicht, die Arbeit, die von derselben Kraft ausgeübt wird, um die zu verursachen Zustandsänderung hängt vom Beobachter ab. Das Arbeits-Energie-Theorem funktioniert für alle Beobachter, auch wenn sie sich nicht über die Größe der Dinge einig sind, die auf beiden Seiten erscheinen. Mit anderen Worten: Sie irren sich, bei einem stehenden Zug ist der gleiche Aufwand erforderlich wie bei einem fahrenden Zug.
@AnonCoward Ja, Ihre eigene Energieveränderung kann für einen Vorwärts- oder Rückwärtsschritt unterschiedlich sein, aber die Gesamtenergieveränderung ist für beide gleich. Du ignorierst die Auswirkungen auf den Zug selbst – wenn du nach vorne gehst, schwächst du die KE des Zuges und fügst sie deiner eigenen hinzu. Wenn Sie zurücktreten, übertragen Sie Ihr eigenes KE auf den Zug. Die Gesamtänderung von KE (dh verrichtete Arbeit) ist die Summe der Änderung von KE der Person und der Änderung von KE des Zuges. Dieser Wert kann je nach Referenzrahmen variieren, ist jedoch für einen Vorwärts- oder Rückwärtsschritt unabhängig vom Rahmen gleich.
@dmckee - Adressiere meine Mathematik. Zahlen lügen nicht und achten Sie auf die ursprüngliche Frage des OP. Seine Beobachtung betraf einen FAHRENDEN Zug, aber die ersten (falschen) Antworten überzeugten ihn, das Wort „FAHREND“ (fälschlicherweise) in „BESCHLEUNIGEND“ zu ändern. Wenn Sie Recht hatten und es keine zusätzliche Energie für das OP ist, 103 J zu gewinnen, da es 35 J verlieren würde, wie machen Sie dann die Mathematik, um das zu beweisen?
Mathe habe ich schon angesprochen. Die Sache, die die kinetische Energie beeinflusst, ist die Netzwerkarbeit (das ist das Arbeits-Energie-Theorem). Arbeit ist Kraft, die (anti-)parallel zur Bewegung aufgebracht wird, multipliziert mit der Distanz, über die sie aufgebracht wird. Sowohl ein Beobachter auf dem Fahrzeug als auch einer auf dem Boden sehen dieselbe Kraft, aber sie sehen, dass sie über unterschiedliche Entfernungen wirkt, sodass sie zu dem Schluss kommen, dass sie unterschiedlich viel Arbeit leistet. In beiden Fällen sehen sie die Arbeit gleich der Änderung der kinetischen Energie. Ergo schlussfolgern beide, dass die erforderliche Kraft gleich ist. Wenn Sie eine detaillierte Antwort wünschen, stellen Sie eine Frage.
Ernsthaft. Sind Sie schon einmal auf einem Flug aufgestanden und herumgelaufen? Ich habe es viele Male gemacht. Abgesehen davon, dass das Deck im Allgemeinen ein paar Grad geneigt ist, ist es, als würde man um Ihr Haus herumgehen. Ich habe sogar in einem Flugzeug im Flug jongliert. In Bewegung relativ zur Erde zu sein, hat keinen Einfluss auf die grundlegende Bewegungskinematik. Das ist nicht Einsteins Relativitätstheorie, sondern Gailleos Relativitätstheorie.
@dmckee - fügen Sie einige Zahlen ein, um hervorzuheben, wo Ihr Denken Sie im Stich gelassen hat. Denken Sie daran, dass E = 0,5 MV ^ 2 und P = MV und wir über die Erfahrung des Beobachters sprechen - seine Vorstellung von "schwieriger" bedeutet, dass er sich in eine Richtung mehr anstrengen muss als in die andere, um seine Geschwindigkeit zu erreichen relativ zum Zug gleich erscheinen. Ihr Airline-Beispiel übersieht meine Warnung - bitte achten Sie genau darauf. Ich habe schon gesagt, dass man bei hohen Geschwindigkeiten den kleineren Unterschied nicht merkt .
Okay, ich habe jetzt sowohl die Berechnung als auch das eigentliche Experiment durchgeführt, wie Sie vorgeschlagen haben. Ich habe es an einem langsamen und einem schnell fahrenden Fahrzeug ausprobiert, um zu testen, ob es einen merklichen Unterschied gibt. Ich habe auch die Mathematik nach der speziellen Relativitätstheorie berechnet. Die Ergebnisse des Experiments stimmen mit der Mathematik überein. Es gab buchstäblich keinen Unterschied zwischen schnell und langsam und es hat nichts mit der kinetischen Energie des Zuges zu tun
@AnonCoward Kinetische Energie ist relativ. Ihre kinetische Energie in Bezug auf den Zug ist mv^2 / 2, wobei v Ihre Geschwindigkeit relativ zum Zug ist. Da Ihre Geschwindigkeit relativ zum Zug gleich ist, unabhängig davon, ob Sie sich mit oder gegen den Zug bewegen, ist auch die kinetische Energie gleich. Das heißt, der Kraftaufwand, der erforderlich ist, um mit oder gegen den Zug zu gehen, ist gleich.
Warum war es schwierig, in dieselbe Richtung zu gehen, in die der Zug beschleunigte, und umgekehrt leichter?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v