Wenn Bewegung relativ ist, warum sagt man dann, dass sich bewegende Objekte kinetische Energie haben?

Question

Wenn Bewegung relativ ist, warum sagt man dann, dass sich bewegende Objekte kinetische Energie haben?

Lou

Zum Beispiel hält ein Raumschiff, das sehr langsam von der Erde zum Mond fliegt, irgendwo auf halbem Weg an (durch "Stopps" nehme ich an: "Während eines kurzen Zeitintervalls ist seine Geschwindigkeit relativ zu Erde und Mond um viele Größenordnungen kleiner als c " ) .

Doch an diesem Punkt bewegt sich das Raumschiff (einschließlich des Sonnensystems) im Vergleich zu einer fernen Galaxie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit. Die Raumschiffgeschwindigkeit kann also zumindest in einigen Trägheitsrahmen tatsächlich als "groß genug" angesehen werden.

Nach der Speziellen Relativitätstheorie:

Wenn die Geschwindigkeit eines Körpers ein erheblicher Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit ist, muss die relativistische Mechanik verwendet werden, um seine kinetische Energie zu berechnen.

Je näher sich ein Objekt der Lichtgeschwindigkeit nähert, desto mehr Energie wird benötigt, um es zu beschleunigen. Aber das Raumschiff oben "bewegt sich für einen bestimmten Rahmen "nahe der Lichtgeschwindigkeit", obwohl es vom Referenzrahmen der Erde angehalten wird. Warum sollte es also mehr oder weniger Energie benötigen, um es zu beschleunigen?

Was ist dann seine kinetische Energie?

Rokoko

Die kinetische Energie ist wie die Geschwindigkeit nicht absolut und muss in einem bestimmten Bezugssystem berechnet werden. Ah, die Freuden der speziellen Relativitätstheorie.

Christoph

@Rococo: Das ist bereits in der Galileischen / Newtonschen Physik der Fall

Antworten (1)

Wenn Bewegung relativ ist, warum sagt man dann, dass sich bewegende Objekte kinetische Energie haben?

Die kinetische Energie ist wie die Geschwindigkeit nicht absolut und muss in einem bestimmten Bezugssystem berechnet werden. Ah, die Freuden der speziellen Relativitätstheorie.
@Rococo: Das ist bereits in der Galileischen / Newtonschen Physik der Fall

Jungfrau · Answer 1

In der speziellen Relativitätstheorie die kinetische Energie eines Masseteilchens $m$ sich mit Geschwindigkeit bewegen $v$ wird von gegeben

K = (γ - 1) M C^{2}

$K=(\gamma - 1) m c^2$ Wo

c

$c$ ist die Lichtgeschwindigkeit und

γ = (1 - (v / c)^{2})^{- 1 / 2}

$\gamma=(1-(v/c)^2)^{-1/2}$ . Als

v

$v$ ist eine frameabhängige Größe und

m

$m$ Und

c

$c$ rahmeninvariant sind, folgt daraus

K

$K$ ist rahmenabhängig. Zum Beispiel in einem Rahmen, der sich mit dem Teilchen bewegt, das wir haben

v = 0

$v=0$ und so

γ = 1

$\gamma=1$ und so

K = 0

$K=0$ .

Wenn Bewegung relativ ist, warum sagt man dann, dass sich bewegende Objekte kinetische Energie haben?

Lou

Rokoko

Christoph

Antworten (1)

Jungfrau

Gibt es eine maximale Energie für ein relativistisches Teilchen?

Können sich masselose Teilchen im Vakuum langsamer als Lichtgeschwindigkeit fortbewegen?

Postulate der Speziellen Relativitätstheorie

Konstante Lichtgeschwindigkeit - in diesem speziellen Szenario

Kann nichts anderes als Licht eine von der Quelle unabhängige Geschwindigkeit haben?

Photonen bewegen sich relativ zu Photonen [Duplikat]

Michelson-Morley-Experiment als Beweis für die Spezielle Relativitätstheorie

Welche Bedeutung hat Einsteins Postulat zur Lichtgeschwindigkeit?

Postulat der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum

Beobachtung „einer Person, die einen Spiegel mit nahezu Lichtgeschwindigkeit hält“ aus einem anderen Bezugsrahmen