Materie und Energie

[Zeus]

Zwar werden auch bei der elliptischen Bahn jene kinetische Energie und potentielle Energie entsprechend ausgeglichen... doch dies ändert nichts daran, dass hier die Gravitationskraft es ist, die diese Flugbahn an sich erhält. Und der Aufwand an Kraft benötigt Energie.

Und in diesem Sinne hatte ich damals geschrieben, dass den Körpern jene Energie auch geliefert wird. Und wie dies funktioniert hatte ich ebenso erklärt....

Und in diesem Sinne hast du dich geirrt. Zur Aufrechterhaltung einer Kraft wird keine Energie benötigt.
Ein Permanentmagnet ist ein gutes Beispiel. Permanente Kraft ohne Energiezufuhr.

[clausadi]

Nachtrag: Ehrlich gesagt möchte ich mal endgültig geklärt haben, ob du dich hier nach wie vor als Troll betätigst, wie hier schon mehrfach zumindest an Anfang gemutmaßt wurde, und du mich dann auch trotz meiner stellenweise Parteiergreifung für dich nach Strich und Faden verscheißerst, wie alle anderen offensichtlich dann auch -

Nö, warum sollte ich ...
Ich bringe mich hier lediglich mit meinem physikalischen Wissen ein. Und stimmt die Physik nicht, greife ich das insbesondere auf.

[clausadi]

hallo Zeus, Ihr selbst, also du und auch Pluto, macht Clausadi darauf aufmerksam, dass sehr wohl eine Kraft auf zum Beispiel der ISS einwirkt, die sie in Richtung der Erde fortwährend beschleunigt, weshalb die ISS eben nicht einfach tangential weiter fliegt gemäß des 1. Newtonschen Axioms, sondern in einer Kreisbahn gefangen hält. ...

Nee, andersherum, dass erste Newton Gesetz sagt, dass sich ein Satellit mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf seiner Umlaufbahn bewegt, sofern keine Kräfte am Satelliten wirken.
D. h. ein Satellit bewegt sich kräftefrei auf seiner Umlaufbahn und weil auf Satelliten-Orbits Schwerelosigkeit herrscht, fallen Satelliten auch nicht herunter.

Es ist hier die Schwerkraft! Nicht aber die Gravitationskraft! Es ist meiner Meinung nach ein grober fahrlässiger Fehler, Schwerkraft und Gravitationskraft gleich zu setzen.

Also Schwerkraft = Gravitationskraft = Gewichtskraft = F = m*g.
Und Gravitation = Fallbeschleunigung

Die Gravitationskraft hingegen hält jenes Objekt in diesem Abstand fest,

Nö, denn es ist so, dass ein Körper der am Boden liegt, aufgrund der Fallbeschleunigung (Gravitation) eine Kraft auf den Boden ausübt, die sogenannte Schwerkraft (Gravitationskraft).
Und Gravitation ist keine Kraft, sondern der freie Fall, welcher eine beschleunigte Bewegung ist, nämlich die Fallbeschleunigung!
Also Gravitation = Fallbeschleunigung

Zwar werden auch bei der elliptischen Bahn jene kinetische Energie und potentielle Energie entsprechend ausgeglichen..

Also ein Satellit hat nur kinetische Energie aufgrund seiner Orbit-Geschwindigkeit, denn Satelliten bewegen sich in der Schwerelosigkeit, weshalb sie nicht fallen.
Denn fallende Körper wandeln ihre potentielle Energie in kinetische Energie um, denn die Geschwindigkeit eines fallenden Körpers ist v = √(2gh).

Ich habe dieses damit erweitert und darauf hingewiesen, dass hier unabhängig von der Bewegungsrichtung, bzw auch unabhängig von der Geschwindigkeit jene einfache Formel G m1 m2/ a² auch dann gilt, wenn die Zentripedalkraft durch eine gleich große Zentrifugalkraft ausgeglichen wird, so dass hier die relative Kraft auf 0 gesetzt wird.

Also der Ansatz zur Berechnung der notwendigen Kreisbahn-Geschwindigkeit eines Satelliten für den Kreisbahnradius R geht von einem Kräfte-Gleichgewicht am Satelliten aus.

Demnach soll am Satelliten eine Zentripetalkraft F = G*M*m/R² wirken, der Satellit aber soll aufgrund seiner Orbit-Geschwindigkeit dagegenhalten, und zwar mit der Zentrifugalkraft F = m*v²/R, wobei aber die Zentrifugalkraft lediglich eine Scheinkraft ist, nämlich eine scheinbare Reaktionskraft auf die Zentripetalkraft F = m*v²/R.

Im Falle eines Kräfte-Gleichgewichts am Satelliten wäre dann:
m * v²/R = G*M*m/R²
Erste kosmische Geschwindigkeit v = √(G*M/R)
(G: Konstante; M: Masse Erde; R: Kreisbahnradius bezüglich Geozentrum).

Der Ansatz eines Kräfte-Gleichgewichts am Satelliten aus Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft ist falsch!
Denn zum einen ist die Zentrifugalkraft eine Scheinkraft, nämlich eine scheinbare Reaktionskraft auf die Zentripetalkraft F = m*v²/R. Wo aber keine Zentripetalkraft ist, ist aber auch keine Zentrifugalkraft.

Denn zum anderen bewegen sich Satelliten kräftefrei auf ihrem Orbit. Denn ein Satellit bewegt sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf seiner Umlaufbahn, sofern keine Kräfte am Satelliten wirken.

Und auf Satelliten Orbits herrscht Schwerelosigkeit, sodass Satelliten nicht herunterfallen. Weshalb Satelliten beliebige Orbit-Geschwindigkeiten annehmen können, denn sie fallen ja nicht herunter.

[seeadler]

Zwar werden auch bei der elliptischen Bahn jene kinetische Energie und potentielle Energie entsprechend ausgeglichen... doch dies ändert nichts daran, dass hier die Gravitationskraft es ist, die diese Flugbahn an sich erhält. Und der Aufwand an Kraft benötigt Energie.

Und in diesem Sinne hatte ich damals geschrieben, dass den Körpern jene Energie auch geliefert wird. Und wie dies funktioniert hatte ich ebenso erklärt....

Und in diesem Sinne hast du dich geirrt. Zur Aufrechterhaltung einer Kraft wird keine Energie benötigt.
Ein Permanentmagnet ist ein gutes Beispiel. Permanente Kraft ohne Energiezufuhr.

Guten Morgen, Zeus,

ich möchte hier nicht "auch" wie ein Troll erscheinen, deshalb bemühe ich mich schon, den Sachverhalt - um den es mir dabei geht - näher zu erklären. Wenn dies jedoch ignoriert wird, so als hätte ich es nicht geschrieben, muss ich davon ausgehen, dass es entweder noch nicht verstanden wurde oder man bewusst das Thema umlegt?...

Zeus. Zwischen dem Rotierenden Reifen des Fahr-Rades und der rotierenden Gondel des Riesenrades befindet sich eine bleibende Verbindung zur eigentlichen Achse, die das ganze in Bewegung setzt. Von dieser zentralen Achse aus geht also die Kraft auf das rotierende "Etwas" über - und dies über die Verbindungsstange oder eben den Speichen. Sägst du diese durch, also kappst du jene Verbindung, so wird jenes, was sich dadurch auf einer Kreisbahn hält augenblicklich im Sinne Newtons entfernen. Oder möchtest du dies anzweifeln?!.

Und ebenso wenig kannst du anzweifeln, dass es Energie bedarf, um eine Kraft zu bewirken, die dieses Etwas in Bewegung setzt?!. Sicher, du könntest nun behaupten, jener Fahrradreifen kann wie das Pendel auf ewigen Zeiten um seine Achse kreisen, wenn keine bremsenden Kräfte auf ihn einwirken. Klar - das ist aber nicht das Thema!!!! Das Thema ist: dieser Reifen wird sich nur so lange drehen, wie es die Verbindung zwischen Rotationsachse, also Zentrum und Reifen selbst existiert. Sägst du dies durch, entfernst du jene Verbindung, so besteht dieses System als solches nicht mehr und es muss ein vollkommen neuer Sachverhalt betrachtet werden usw.... Und ich denke, hier stimmen wir sicherlich überein, jene Trägheit des Reifens oder der Gondel bewirkt eine permanente Zugkraft auf die Verbindungsstange, respektive den Speichen.

Ersetzen wir diese Stange oder Speiche durch eine Schnur oder einem Gummiband. Ich denke, wir werden beobachten können, nach geraumer Zeit, dass jene Verbindung an Elastizität, an Festigkeit usw nachlässt und dann doch auch irgendwann bricht. Auch wenn es vielleicht ein paar Hundert Jahre dauern könnte. So, und ab diesem Moment des Bruches, des Kappens der Verbindung zurückgerechnet kannst du dann die Formel von Clausadi anwenden und hier sagen, die aufzuwendende Arbeit, welche exakt der zugeführten Energie entspricht ist demnach Kraft mal Weg, die dieses rotierende etwas im Laufe der Zeit zurückgelegt hat, bevor es sich vom System gelöst hat. Somit ergibt sich daraus eine Leistung von Kraft mal Weg geteilt durch die zeit, und auf die Achse selbst bezogen dann noch durch 2 Pi. Womit wir wiederum bei meiner Formel m v³ / 8 pi a wären, die du so kategorisch ablehnst. denn jene Formel ermittelt quasi die sich daraus ergebende Leistung des "funktionierenden kompakten Systems".

Im Falle der Erde "verbraucht" das Gravitationsfeld zwischen Erde und Sonne somit 4,1906* 10^25 Joule / sec. Dies ist der Anteil, der Wert, den die Erde aus dem Gesamtgravitationsfeld der Sonne pro Sekunde an den Raum weiter gibt.

soweit mal....

[Pluto]

Nee, andersherum, dass erste Newton Gesetz sagt, dass sich ein Satellit mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf seiner Umlaufbahn bewegt, sofern keine Kräfte am Satelliten wirken.
D. h. ein Satellit bewegt sich kräftefrei auf seiner Umlaufbahn und weil auf Satelliten-Orbits Schwerelosigkeit herrscht, fallen Satelliten auch nicht herunter.

NEIN, das ist Unfug.
Newtons erstes Gesetz lautet: Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Translation, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.
Wo steht da was von einer Umlaufbahn?

Es ist hier die Schwerkraft! Nicht aber die Gravitationskraft! Es ist meiner Meinung nach ein grober fahrlässiger Fehler, Schwerkraft und Gravitationskraft gleich zu setzen.

Also Schwerkraft = Gravitationskraft = Gewichtskraft = F = m*g.
Und Gravitation = Fallbeschleunigung

So weit so gut.

Die Gravitationskraft hingegen hält jenes Objekt in diesem Abstand fest,

Nö, denn es ist so, dass ein Körper der am Boden liegt, aufgrund der Fallbeschleunigung (Gravitation) eine Kraft auf den Boden ausübt, die sogenannte Schwerkraft (Gravitationskraft)....

Das ist dieselbe Kraft (abgeschwächt) die einen Satelliten auf seiner Umlaufbahn hält.

Und Gravitation ist keine Kraft...

DOCH! Selbstverständlich wirkt Gravitation eine Kraft aus.

Der Ansatz eines Kräfte-Gleichgewichts am Satelliten aus Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft ist falsch!

Nein. Er ist richtig.

Weshalb Satelliten beliebige Orbit-Geschwindigkeiten annehmen können, denn sie fallen ja nicht herunter.

Nein. Satelliten nehmen nicht eine beliebige Orbit-Geschwindigkeit an, sondern benötigen eine ganz bestimmte, um auf dem Orbit zu bleiben. Veränderungen bewirken eine Änderung der Bahn.

[Janina]

Ich bringe mich hier lediglich mit meinem physikalischen Wissen ein.

Da musst du ja zum Glück nicht schwer tragen.

[ThomasM]

Ich bringe mich hier lediglich mit meinem physikalischen Wissen ein.

Seit wann ist es erlaubt, den Ausbildungsstand eines Viertklässlers als "physikalisches Wissen" zu bezeichnen?

[Zeus]

Guten Morgen, lieber seeadler!

Zeus. Zwischen dem Rotierenden Reifen des Fahr-Rades [...] befindet sich eine bleibende Verbindung zur eigentlichen Achse, die das ganze in Bewegung setzt.

Nein, bei meinem Fahrrad war die Achse fest mit dem Rahmen verschraubt.
Also machen wir ein Experiment. Befestige die Achse eines (abmontierten) Rads eines Fahrrads in einem Schraubstock. Gib dem Rad einen kräftigen Drehimpuls. Das Rad wird sich ohne weitere Energiezufuhr so lange weiter drehen, bis die Reibung mit der Achse und der Luftwiderstand es allmählich zum Stillstand bringt.

Von dieser zentralen Achse aus geht also die Kraft auf das rotierende "Etwas" über

Ja, die (bremsende) Reibung.

Und ebenso wenig kannst du anzweifeln, dass es Energie bedarf, um eine Kraft zu bewirken, die dieses Etwas in Bewegung setzt?!

Es braucht Energie nicht "um eine Kraft zu bewirken" sondern um eine Kraft längs eines Weges wirken zu lassen. (Energie dE = Kraft *dx oder Impuls dp=Kraft* dt oder Impuls=m*v)
In der Praxis geschieht das nicht an der (fast reibungslosen) Achse sondern

mit Hilfe der Kette und dem Zahnrad, das zusammen mit der Nabe, den Speichen und der Felge eine mechanische Einheit bildet, oder

in unserem Experiment mit deiner Vorderpfote an der Felge, nicht wahr?.
Danach läuft das Ding ganz von alleine.

Sicher, du könntest nun behaupten, jener Fahrradreifen kann wie das Pendel auf ewigen Zeiten um seine Achse kreisen, wenn keine bremsenden Kräfte auf ihn einwirken.

Richtig.

[...]Sägst du dies durch, entfernst du jene Verbindung, so besteht dieses System als solches nicht mehr und es muss ein vollkommen neuer Sachverhalt betrachtet werden usw....

Was du nicht sagst!

Und ich denke, hier stimmen wir sicherlich überein, jene Trägheit des Reifens oder der Gondel bewirkt eine permanente Zugkraft auf die Verbindungsstange, respektive den Speichen.

OK, hier existiert eine echte Fliehkraft. Wohlgemerkt, senkrecht zur Bewegungsrichtung. Es wird also keine Arbeit geleistet.

Ersetzen wir diese Stange oder Speiche durch eine Schnur oder einem Gummiband. Ich denke, wir werden beobachten können, nach geraumer Zeit, dass jene Verbindung an Elastizität, an Festigkeit usw nachlässt und dann doch auch irgendwann bricht. Auch wenn es vielleicht ein paar Hundert Jahre dauern könnte. So, und ab diesem Moment des Bruches, des Kappens der Verbindung zurückgerechnet kannst du dann die Formel von Clausadi anwenden und hier sagen, die aufzuwendende Arbeit, welche exakt der zugeführten Energie entspricht ist demnach Kraft mal Weg, die dieses rotierende etwas im Laufe der Zeit zurückgelegt hat,

Wenn das Rad zum Stillstand kommt - was normalerweise nach einigen Minuten auch ohne Speichenbruch geschehen dürfte - dann ist die Rotationsenergie, die es von dir am Anfang erhalten hatte, "aufgebraucht" d.h. in Reibungsenergie (Wärme) umgewandelt worden.
Wozu soll dann noch die Formel Arbeit = Kraft * Weg gut sein?

Im Falle der Erde "verbraucht" das Gravitationsfeld zwischen Erde und Sonne somit...

...so gut wie gar nichts.

[clausadi]

Nee, andersherum, dass erste Newton Gesetz sagt, dass sich ein Satellit mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf seiner Umlaufbahn bewegt, sofern keine Kräfte am Satelliten wirken.
D. h. ein Satellit bewegt sich kräftefrei auf seiner Umlaufbahn und weil auf Satelliten-Orbits Schwerelosigkeit herrscht, fallen Satelliten auch nicht herunter.

NEIN, das ist Unfug.
Newtons erstes Gesetz lautet: Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Translation, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.
Wo steht da was von einer Umlaufbahn?

Also die Übersetzung „Translation“ ist falsch, denn Newton schrieb: „gleichförmige Bewegungsrichtung“
Lateinischer Originaltext:
„Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare.“

Und die „gleichförmige Bewegungsrichtung“ eines Satelliten ist dessen Umlaufbahn. Denn die Beobachtung ist, dass sich ein Satellit mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf seiner Umlaufbahn bewegt, sofern keine Kräfte am Satelliten wirken.
Denn würden an einem Satelliten Kräfte wirken, so würde dieser beschleunigt werden.

Die Gravitationskraft hingegen hält jenes Objekt in diesem Abstand fest,

Nö, denn es ist so, dass ein Körper der am Boden liegt, aufgrund der Fallbeschleunigung (Gravitation) eine Kraft auf den Boden ausübt, die sogenannte Schwerkraft (Gravitationskraft)....

Das ist dieselbe Kraft (abgeschwächt) die einen Satelliten auf seiner Umlaufbahn hält.

Nö, denn die Beobachtung ist, dass sich ein Satellit mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf seiner Umlaufbahn bewegt, sofern keine Kräfte am Satelliten wirken. Denn würden an einem Satelliten Kräfte wirken, so würde dieser beschleunigt werden.

Und Gravitation ist keine Kraft...

DOCH! Selbstverständlich wirkt Gravitation eine Kraft aus.

Sagte ich ja, ein Körper wirkt aufgrund der Fallbeschleunigung (Gravitation) eine Kraft auf den Erdboden.

Der Ansatz eines Kräfte-Gleichgewichts am Satelliten aus Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft ist falsch!

Nein. Er ist richtig.

Solche Art von Beteuerungen ohne Argument bestätigen die Richtigkeit meines Argument.

Weshalb Satelliten beliebige Orbit-Geschwindigkeiten annehmen können, denn sie fallen ja nicht herunter.

Nein. Satelliten nehmen nicht eine beliebige Orbit-Geschwindigkeit an, sondern benötigen eine ganz bestimmte, um auf dem Orbit zu bleiben. Veränderungen bewirken eine Änderung der Bahn.

Nö, denn Flugzeuge können bei gleichbleibender Geschwindigkeit auf unterschiedlichen Höhen die Erde umkreisen. Denn die Tragflächen des Flugzeugs gleichen das Fallen aus.
Also kann auch ein Satellit bei gleichbleibender Geschwindigkeit auf unterschiedlichen Höhen die Erde umkreisen. Denn auf der Höhe von Satelliten Orbits fallen Satelliten nicht.

[Pluto]

Also die Übersetzung „Translation“ ist falsch, denn Newton schrieb: „gleichförmige Bewegungsrichtung“
Lateinischer Originaltext:
„Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare.“

Und die „gleichförmige Bewegungsrichtung“ eines Satelliten ist dessen Umlaufbahn.

Nein. "gleichförmige Bewegungsrichtung" bedeutet gerade aus. Wäre die Umlaufbahn tatsächlich kräftefrei, würde sich der Satelit geradeaus bewegen und nicht in einer elliptischen Bahn wo dauernd Fliehkräfte wirken.
Guckst du bitte hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichf%C ... e_Bewegung

Das ist dieselbe Kraft (abgeschwächt) die einen Satelliten auf seiner Umlaufbahn hält.

Nö, denn die Beobachtung ist...

Sag nicht "Nö" wenn du genau weißt, dass es so stimmt.

Der Ansatz eines Kräfte-Gleichgewichts am Satelliten aus Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft ist falsch!

Nein. Er ist richtig.

Solche Art von Beteuerungen ohne Argument bestätigen die Richtigkeit meines Argument.

Das Argument ist, wenn auf einen Körper keine Kräfte wirken, bewegt es sich gerade aus, und nicht in einer Kreisbahn.
Was hält den Satellit davon ab (s. erstes Newtonsches Gesetz), gerade aus zu fliegen?

Nö, denn Flugzeuge können bei gleichbleibender Geschwindigkeit auf unterschiedlichen Höhen die Erde umkreisen. Denn die Tragflächen des Flugzeugs gleichen das Fallen aus.Also kann auch ein Satellit bei gleichbleibender Geschwindigkeit auf unterschiedlichen Höhen die Erde umkreisen. Denn auf der Höhe von Satelliten Orbits fallen Satelliten nicht.

Nein. Satelliten fliegen sehr viel höher als Flugzeuge, wo es keine nennenswerte (tragfähige) Atmosphäre mehr gibt. Warum?