Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnis Energie im Kondensator


von Andre (Gast)


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Hallo,

ich habe eine Verständnisfrage zum Thema Energie am Beispiel des 
Kondensators und einem Raumschiff im angehängten png.

Kann mir das jemand auflösen?

viele Grüße
André

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Ein Fahrzeug fährt mit einer Geschwindigkeit von 30km/h und hat einen 
Bremsweg von 9m.

Das gleiche Fahrzeug hat bei 60km/h einen Bremsweg von 36m.

Auch hier: Doppelte Geschwindigkeit, aber 4-facher Bremsweg.

Da steckt irgendwo ein Quadrat drin, aber wo?

Yalu könnte uns da evtl. weiterhelfen.

von Gerd (Gast)


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Ich glaub du hast ein Problem mit der Integration, das ist ähnlich wie 
bei der Frage eben. Wenn du von 0->1 integrierst hast du 1²-0² = 1
wenn du von 1->2 integrierst 2²-1² = 3
Geamtenergie ist dann dementsprechend 4.
Wenn das Triebwerk von 1->2 beschleunigt muss es also deutlich mehr 
Energie aufwenden als von 0->1.
Spannung bzw. Geschwindigkeit gehen quadratisch ein und
sind nicht unabhängig vom Startwert. ;-)

von Andre (Gast)


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Hi Gerd,

ich verstehe dein rechnerisches Argument. Aber mir geht's um die 
energetischen Verhältnisse beim Bezugssystemwechsel.

Wenn ich nach der Beschleunigung der Rakete in das Bezugssystem der 
Rakete wechsele, dann befindet sich die Rakete wieder in Ruhe. Eine 
erneute Beschleunigung, aus diesem Bezugssystem heraus, benötigt nur 1/2 
m (1m/s)², nicht 1/2 m(2/ms)² - 1/2 m(1m/s) ². Denn warum sollte die 
ganz anfängliche Ruhelage gegenüber der neu definierten Ruhelage 
gegenüber ausgezeichnet sein.


Oder ich definiere als Ruhelage, dass die Rakete schon am Anfang 100 m/s 
fliegt. Und nach der ersten Beschleunigung hätte sie die Energie 1/2 m 
(101 m/s)2 - 1/2 m 100 m/s ².

Ich kenne auch anschauliche Experimente, die beweisen das 1/2 m v² gilt 
und das zeigt sich auch um Treibstoffverbrauch.

Doch aus Sicht der Rakete handelt es sich doch immer um eine 
Beschleunigung aus der Ruhelage und damit linearen Verhältnissen. 
Verstehst du meinen Gedankenknoten?

viele Grüße
André

Beitrag #5348868 wurde vom Autor gelöscht.
von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Du hängst zu sehr an Formeln die jedoch nicht vom Himmel fallen. Die 
Änderung der Energie ist immer das Produkt aus einer Primärgröße und der 
zugehörigen Potentialdifferenz [1]. Nun kann jedoch auch die Energie 
über eine dieser beiden Größen (Primärgröße/Potentialdifferenz) und der 
zugehörigen Speichergröße ausgedrückt werden. Dazu ist jeweils nach der 
abhängigen Größe zu integrieren. Macht man das korrekt, kommt 
automatisch die richtige Lösung raus.

[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Mehrpolbasierte_Modellbildung

von Maik S. (yellowbird)


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Bei Raketen gibts ja noch den spezifischen Impuls, welcher den 
Wirkungsgrad des Triebwerks "senkt" sobald man sich diesem nähert... 
aber darum gehts ja nicht :)

Was bekommst du in der ersten Ableitung einer quadratischen Funktion ? 
Eine lineare Funktion. (Das machst du hier Gedanklich).

von Joe (Gast)


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Das ist beim Kondensator doch einfach zu erklären.

Das erwähnte Integral trifft zu.

Aber eine anschauliche Erklärung ist hier gesucht.

Falls der Kondensator bereits auf eine Spannung U geladen ist, dann ist 
die notwendige Energie für den Transport des nächsten Elektrons größer 
als beim ersten Elektron, da diese (physikalische) Arbeit gegen die 
Abstoßung der bereits auf der negativ geladenen Seite des Kondensators 
befindlichen Elektronen verrichtet werden muss.

Das Aufsummieren der sich jeweils ändernden Arbeit für den Transport der 
nachfolgenden Elektronen führ zwangsläufig zum Integral und somit auch 
zum Term mit U^2.

joe

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Nochmals, der Fehler liegt in der „starren ungeübten“ Nutzung von 
Formeln. Die Formeln fallen ja nicht vom Himmel, sondern haben einen 
physikalischen Hintergrund. Berücksichtigt man diesen Hintergrund, kommt 
natürlich die exakte Lösung raus und es gibt keinen Widerspruch. Im 
Anhang mal ein Beispiel zu deiner Kondensatoraufgabe – so wie es korrekt 
gelöst wird. Die Raumschiffaufgabe kannst du ja dann bequem adaptieren.

von Gerd (Gast)


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Ja, ich weiß was du meinst:
Wenn du sagst die Rakete fliegt 1 m/s
in Bezugssystem 1, und gehst dann in Bezugssystem 2 in dem die
Rakete in Ruhe ist und beschleunigst wieder um 1 m/s.
Dann hast du eine Geschwindigkeit von 1m/s in Bezugssystem 2.
Dafür hast du die Energie E_2=m*0,5m²/s² aufgewendet.
Das zweite Bezugssystem bewegt sich aber relativ zum Bezugssystem 1
Sodass du das gesamte Bezugssystem 2 mit der Rakete mitbeschleunigst.
Dazu ist die Energie E_1=m*(v_1+v_2)²/2=m*2m²/s² notwendig.
Anders ausgedrückt:
Deine Rakete ändert seine relative Geschwindigkeit zum Bezugssystem 2.
Aber das Bezugssystem 2 ändert dabei seine relative Geschwindigkeit zu 
Bezugssystem 1.

Stell dir einen masselosen Zug vor, der mit 100km/h unterwegs ist, dort 
drauf steht ein Auto und beschleunigt in Fahrtrichtung auf 100km/h 
bezogen auf den Zug.
Das sind 200km/h für einen außenstehenden Beobachter.
Dafür hat das Auto eine Energie von m*5000km²/h² aufgewendet.
Die kinetische Energie des Autos beträgt aber nun m*200000km²/h²
wo ist der Rest? Den Rest hat der Zug aufgewendet, indem er die
Leistung erhöht hat (actio=reactio). Stell dir vor der Zug sei
masselosund habe keinen Antrieb. Das Auto hätte den Zug in dem
Fall auf 0 km/h abgebremst und führe nun selber 100 km/h, bei gleichem
Energieaufwand.

von Andre (Gast)


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Hi Joe,

danke. Ich seh' schon ein, dass das Kondensatorbeispiel von mir hinkt, 
da das Bezugssystem relevant ist. Ein auf 1 V aufgeladener Kondensator 
ist etwas anderes als ein auf 0 V aufgeladener Kondensator, da die 
vorhandene Ladung neuer Ladung entgegenwirkt.

Bei dem Raketenbeispiel fehlt mir dieses Argument aber. Kannst du mir 
die Verbindung herstellen.

Deinen Link mit der Mehrpolbasierten Modellierung habe ich geklickt, 
aber muss das mal heute Abend in Ruhe durchgehen.

viele Grüße
André

von Andre (Gast)


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Herzlichen Dank Gerd!!!!

Ich glaub' ich hab es verstanden.

viele Grüße
André

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Andre schrieb:
> Bei dem Raketenbeispiel fehlt mir dieses Argument aber. Kannst du mir
> die Verbindung herstellen.

Ersetze doch einfach die elektrischen durch die mechanischen Größen 
(siehe Anhang).

von Andre (Gast)


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Hi Joe,

auch dir herzlichen Dank für die Mühe. Die Gleichungen gehen jedoch 
nicht auf den von mir gemeinten Bezugssystemwechsel ein. Das heißt, man 
rechnet 0.5 m v2² - 0.5 m v1². Du bleibst dabei immer im selben 
Bezugssystem. Der Wechsel des Bezugssystem muss mir jedoch gestattet 
sein.

Wenn ich das Bezugssystem wechsele,kommen unterschiedliche Energien 
heraus. Die Antwort von Gerd und sein Beispiel erklären sehr 
anschaulich, warum das trotzdem alles Sinn ergibt.


viele Grüße
André

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Andre schrieb:
> auch dir herzlichen Dank für die Mühe. Die Gleichungen gehen jedoch
> nicht auf den von mir gemeinten Bezugssystemwechsel ein.

Ganz sicher stecken in den Gleichungen das Bezugssystem bzw. ein 
möglicher Wechsel. Der Bezugspunkt ist immer der Referenzpunkt der 
Potentialdifferenz. Habe ich ein ruhendes Koordinatensystem ist der 
Punkt null  (v0=0). Habe ich ein bewegtes System, dann muss die 
Potentialdifferenz zum bewegten Koordinatensystem verwendet werden. 
Probiere es aus…

von Andre (Gast)


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Hey Joe,

ich schau mir heute Abend deine Linkempfehlung durch. Dann verstehe ich 
das nochmal auf einer abstrakt systemischen Ebene.

viele Grüße
André

von Günter Lenz (Gast)


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Andre schrieb:
>Thema Energie am Beispiel des
>Kondensators

Was ist elektrische Energie?
Spannung mal Strom mal Zeit.

W = U  I  t

Für jedes weitere Volt am Kondensator ist mehr Energie
nötig, weil die Spannung von Außen größer werden muß,
damit überhaupt Strom fließen kann.
Also muß die Leistung die in den Kondensator rein geht
mit der Zeit immer größer werden wenn die Spannung linear
steigen soll.

P = U * I

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Du hast nun sicherlich auch das Problem des mitbewegten 
Koordinatensystems durchdrungen. Wenn nicht, hier eine kleine 
Hilfestellung wieder mittels der Massieu-Gibbs-Funktion.

1. raumfestes Koordinatensystem
Die Masse wird von v0=0 auf v1 beschleunigt und hat somit den Impuls p1. 
Eine Masse mit einem Impuls p1 besitzt eine Energie E1.

2. mitbewegtes Koordinatensystem im Schwerpunkt der Masse
Da sich die Masse mit v1 bewegt, hat sie auch in dem mitbewegten System 
den Impuls p1 bezüglich des raumfesten Koordinatensystems. Nun erhöht 
die Masse im mitbewegten System ihren Impuls von p1 auf p2. Dazu ist die 
Energie E2 notwendig. Die Gesamtenergie ergibt sich wieder aus der Summe 
von E1 und E2.

von MiMa (Gast)


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Joe G. schrieb:
> Du hängst zu sehr an Formeln die jedoch nicht vom Himmel fallen.

Leider fallen diese nicht vom Himmel.. aber dennoch stimmen sie.
Man muss diese eben nur korrekt anwenden.

Bsp. Kondensator. Formel lautet 1/2 *C *U^2 und nicht 1/2 *C *dU^2

Wenn du den Kondensator also von 1V auf 2V aufladen möchtest musst du 
also eine Energie von 1/2 *C *(2V^2-1V^2) aufbringen.
Du musst vor der Subtraktion das Quadrat auflösen :-)

Analog gilt dies auch für die Rakete

Gruss, MiMa

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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MiMa schrieb:
> Wenn du den Kondensator also von 1V auf 2V aufladen möchtest musst du
> also eine Energie von 1/2 *C *(2V^2-1V^2) aufbringen.
> Du musst vor der Subtraktion das Quadrat auflösen :-)

Nichts anderes steht hier:
Beitrag "Re: Verständnis Energie im Kondensator"

von juergen (Gast)


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Gerd schrieb:


> Stell dir einen masselosen Zug vor, der mit 100km/h unterwegs ist, dort
> drauf steht ein Auto und beschleunigt in Fahrtrichtung auf 100km/h
> bezogen auf den Zug.
> Das sind 200km/h für einen außenstehenden Beobachter.
> Dafür hat das Auto eine Energie von m*5000km²/h² aufgewendet.
> Die kinetische Energie des Autos beträgt aber nun m*200000km²/h²
> wo ist der Rest? Den Rest hat der Zug aufgewendet, indem er die
> Leistung erhöht hat (actio=reactio). Stell dir vor der Zug sei
> masselosund habe keinen Antrieb. Das Auto hätte den Zug in dem
> Fall auf 0 km/h abgebremst und führe nun selber 100 km/h, bei gleichem
> Energieaufwand.


Dank eines grippalen Infekts habe ich zwei Tage lang im Bett über die 
Frage nachdenken können.

Wenn ein masseloser Zug einen Stein von 1kg Gewicht von 0 auf 10m/s auf 
seinem Dach beschleunigt, besitzt der Stein eine Energie (E1) = 50Nm
(= 50W) wegen (m/2)*v². Wenn ein masseloser Werfer diesen Stein in 
Fahrtrichtung wegschleudert, sodaß der Stein sich mit 10m/s von dem 
Werfer entfernt, beinhaltet dieser Stein zusätzlich eine Energie von 
50Nm (E2)
- macht zusammen 100Nm.

Da jedoch die Gesamtenergie nun im System 200Nm 
((m/2)*v²=0,5kg*(20m/s)²) beträgt, aber nur 100Nm gedanklich 
nachvollziehbar erzeugt wurden, müssen 100Nm (E3) dazugekommen sein. 
(Doppelt so viel, wie der Werfer aufgewendet hat.)

Wie in Gerds Beispiel angeführt, kommt diese zusätzliche Energie aus dem 
Antrieb des masselosen Zuges. Das ist nachvollziehbar, da der Werfer auf 
dem Dach den 1kg schweren Stein für eine Zeit (t1)mit F*s auf die 
Energie (E2) beschleunigt. Die Kraft F für diese Zeit erzeugt eine 
Gegenkraft in den Beinen des Werfers auf dem Dach und schließlich eine 
Kraft am Zug entgegen der Bewegungsrichtung des Zuges. Da der Zug aber 
mit 10m/s unterwegs ist, wirkt die Kraft F des Werfers für die Zeit t1 
auch entlang der Zugstrecke. Nur ist die Strecke, die der Zug bei t1 
zurücklegt, doppelt so lang wie der Weg des Steins während des 
Beschleunigungsvorgangs beim Werfen auf dem Dach. (Die Kraft selber 
bleibt in beiden Fällen gleichgroß.)

Die erforderliche Energie E3=(F*s) ist somit doppelt so hoch wie die vom 
Werfer aufgebrachte Energie und damit gleichgroß wie die Energie (E1 + 
E2).

Die gesamte Energie im  Systems beträgt E1 + E2 + 
E3=(50+50+100)Nm=200Nm.






Ist das so richtig überlegt? Ich kann mich aber auch gut irren? Wenn ja, 
könnte man eventuell über Einsteins Formel nachdenken, warum bei E=m*c² 
die Energie im System bei Lichtgeschwindigkeit doppelt so hoch ist wie 
bei der Newton Formel: W=(m/2)*v².

Wenn bei Lichtgeschwindigkeit der Werfer versucht, den Stein in 
Bewegungsrichtung des Zuges zu werfen, kann er das innerhalb des 
Bezugssystems 1 nicht, da eine höhere Geschwindigkeit des Objekts als 
Lichtgeschwindigkeit nicht möglich ist. Der Stein kann nur infinitesimal 
beschleunigt werden. Bei Kraft * Weg beim Wurfvorgang geht die 
Wegstrecke deshalb gegen Null. Alles darüber würde eine höhere 
Geschwindigkeit des Steins als Lichtgeschwindigkeit bedeuten, was nicht 
möglich ist. Aber eine wirksame Kraft in dem Augenblick kann ich mir 
vorstellen, da von der Wegstrecke unabhängig eine Kraft entstehen kann, 
und zwar entgegen der Fahrtrichtung des Zuges, und die Energie wird dann 
dabei so groß wie E1 + E2. Also das doppelte von: Masse * (infinitesimal 
fast Lichtgeschwindigkeit)² +  Masse * (infinitesimal Geschwindigkeit 
gegen Null)² ...(E1 + E2).

Macht im Ergebnis also Lichtgeschwindigkeit² * (Masse/2), was von der 
Energiequelle (Zug) zusätzlich geliefert werden muß.

Das wäre dann im Ergebnis alles zusammen (E1 + E2 + E3) der doppelte 
Betrag der Energie nach Einstein verglichen mit der Berechnung nach 
Newton.


Den zweiten Teil meines Beitrags bitte nicht ernst nehmen!
Ganz gewiss nicht, bei meinen schwachen Mathekenntnissen.
Das wird Unsinn sein, aber ich beschäftige mich gerne mit so was.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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juergen schrieb:
> aber ich beschäftige mich gerne mit so was.

Wenn ich die Kraft hätte wie 1000 Arnold Schwarzeneggers zusammen, oder 
sagen wir ich hätte sogar unendlich viel Kraft, dann würde der Stein in 
dem Moment, wo ich ihn in Fahrtrichtung werfen will, plötzlich von der 
Masse her, unendlich schwer werden. Das fühlt sich dann so an, als ob 
ich gegen eine Betonwand drücke.

Mich würde mal interessieren, ob sich der Stein beim Werfen dann auch 
vom Volumen her abrupt unendlich vergrößert? Das sieht dann ja für den 
Beobachter am Bahnsteig total merkwürdig aus.

von juergen (Gast)


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Was ich mich dann noch frage bei der Einstein-Formel:  E=m*c²
Wie hoch ist die Energie, wenn die Geschwindigkeit der Masse kurz unter 
Lichtgeschwindigkeit liegt? - also sagen wir mal...so 10km/h weniger als 
Lichtgeschwindigkeit. Inwieweit ist denn dann noch die Formel gültig?

von Conny G. (conny_g)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Mich würde mal interessieren, ob sich der Stein beim Werfen dann auch
> vom Volumen her abrupt unendlich vergrößert? Das sieht dann ja für den
> Beobachter am Bahnsteig total merkwürdig aus.

Ich habe lustigerweise gestern einen Podcast über die 
Relativitätstheorie angehört. Würde aber nicht behaupten, dass ich sie 
mit dem "verstanden" habe, aber immerhin mehr als damals in der Schule 
:-)

Und aus dem:
Die Länge eines Objekts in Bewegungsrichtung verkürzt sich mit der 
Geschwindigkeit. Also verkleinert sich das Volumen.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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juergen schrieb:
> Was ich mich dann noch frage bei der Einstein-Formel:  E=m*c²
> Wie hoch ist die Energie, wenn die Geschwindigkeit der Masse kurz unter
> Lichtgeschwindigkeit liegt? - also sagen wir mal...so 10km/h weniger als
> Lichtgeschwindigkeit. Inwieweit ist denn dann noch die Formel gültig?

Geht ganz einfach, siehe Rechnung im Anhang :-)
Wie man sieht, ist (m/2)v² also nur eine Näherung.

: Bearbeitet durch User
von juergen (Gast)


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Joe G. schrieb:
> juergen schrieb:
>> Was ich mich dann noch frage bei der Einstein-Formel:  E=m*c²
>> Wie hoch ist die Energie, wenn die Geschwindigkeit der Masse kurz unter
>> Lichtgeschwindigkeit liegt? - also sagen wir mal...so 10km/h weniger als
>> Lichtgeschwindigkeit. Inwieweit ist denn dann noch die Formel gültig?
>
> Geht ganz einfach, siehe Rechnung im Anhang :-)
> Wie man sieht, ist (m/2)v² also nur eine Näherung.

Danke.
Dann will ich mal schauen, ob ich die Rechnung verstehe.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Deine Überlegungen sind nicht korrekt, weil du Bezugssysteme 
durcheinanderbringst. Übrigens ist es besser die Energie in Joule 
anzugeben als in Nm. Nm ist zwar formal korrekt, sollte jedoch dem 
Drehmoment vorbehalten bleiben.

> Wenn ein masseloser Zug einen Stein von 1kg Gewicht von 0 auf 10m/s auf
> seinem Dach beschleunigt, besitzt der Stein eine Energie (E1) = 50Nm
> (= 50W) wegen (m/2)*v².

Was ist der Bezugspunkt für die Energie? Ist es ein raumfestes externes 
Koordinatensystem (Inertialsystem), so hat er bezüglich dieses 
Koordinatensystems eine Energie (E1) von 50J. Bewegt sich das 
Koordinatensystem mit dem Zu mit, ist seine Energie (E1) null.

> Wenn ein masseloser Werfer diesen Stein in
> Fahrtrichtung wegschleudert, sodaß der Stein sich mit 10m/s von dem
> Werfer entfernt, beinhaltet dieser Stein zusätzlich eine Energie von
> 50Nm (E2) - macht zusammen 100Nm.

Zusätzlich zu welchem Punkt? Im Bezugssystem Zug hat der Stein jetzt 
eine Energie (E2) von 50J. Im Inertialsystem hat der Stein jetzt eine 
zusätzliche Energie (E2) von 150J. Die Gesamtenergie ist nun E1+E2=200J.
Dein Fehler liegt darin, dass du E1 aus dem Inertialsystem mit E2 aus 
dem bewegten System addierst. Das geht nicht! Du musst die Energie immer 
auf einen Bezugspunkt beziehen, oder eine korrekte 
Koordinatentransformation durchführen. Etwas anschaulicher wird das 
vielleicht bei der potentiellen Energie. Du stehst auf Meereshöhe und 
hebst 1kg 1m hoch. Wie groß ist die potentielle Energie? Du stehst auf 
1000m Höhe und hebst 1kg 1m hoch. Wie groß ist die potentielle Energie? 
Wie du siehst, hängt das von deinem Bezugssystem ab.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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juergen schrieb:
> Wie hoch ist die Energie, wenn die Geschwindigkeit der Masse kurz unter
> Lichtgeschwindigkeit liegt?

Wenn Du 1kg Masse vollständig in Energie umwandeln willst, egal ob 
Bewegungsenergie (Joule) oder 'Stromenergie (kWh)', dann hat die Formel 
von Einstein volle Gültigkeitskraft:

E = mc2
E = 1 kg · 300.000.000 m/s · 300.000.000 m/s
E = 90.000.000.000.000.000 kgm2/s2
E = 9 · 10 hoch 16 kgm2/s2
E = 9 · 10 hoch 16 Nm
E = 9 · 10 hoch 16 Joule

Das entspricht 25.000.000 MWh. Damit kann eine Großstadt ein Jahr lang 
mit Strom versorgt werden. Das wird ja auch in Atomkraftwerken genau so 
gemacht. Es ist auch egal um welches Element es sich handelt. Das 
funktioniert theoretisch mit 1kg abgefahrenen Autoreifen, 1kg 
Rasenschnitt oder 1kg Durchfall.

Mit Uran funktioniert es eben am besten.

von Conny G. (conny_g)


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Oder anders gesagt: diese Formel hat mit der Bewegung dieser Masse 
nichts zu tun.

von J. T. (chaoskind)


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Gerd schrieb:
> Stell dir vor der Zug sei
> masselosund habe keinen Antrieb. Das Auto hätte den Zug in dem
> Fall auf 0 km/h abgebremst und führe nun selber 100 km/h, bei gleichem
> Energieaufwand.

Dass der Zug auf 0kmh "gebremst" wird, wäre nur der Fall, wenn er nicht 
masselos ist, sondern exakt die selbe Masse wie das Auto hat.

Davon ab frage ich mich, ob die untere Spannungsquelle überhaupt zum 
tragen kommt. Meines Erachtens dürfte die Energie im Kondensator nur von 
der Spannung der Quelle abhängen, die mit beiden Polen mit C verbunden 
ist. Ob das ganze nun gegen Masse oder einige KV geht, sollte doch egal 
sein?

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Conny G. schrieb:
> Oder anders gesagt: diese Formel hat mit der Bewegung dieser Masse
> nichts zu tun.

Aber ganz sicher, wie ich in meiner Rechnung gezeigt habe.

von M.A. S. (mse2)


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Conny G. schrieb:
> Ich habe lustigerweise gestern einen Podcast über die
> Relativitätstheorie angehört.

könntest Du bitte den Link darauf bekanntgeben? Das täte mich auch 
interessieren.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Conny G. schrieb:
> Oder anders gesagt: diese Formel hat mit der Bewegung dieser Masse
> nichts zu tun.

Ich denke schon, dass diese Formel auch die Bewegungsenergie (kinetische 
Energie) der Masse in Joule beinhaltet.

von J. T. (chaoskind)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Ich denke schon, dass diese Formel auch die Bewegungsenergie (kinetische
> Energie) der Masse in Joule beinhaltet

Wenn ich mich recht entsinne, gehen E_kin und Co extra eingehen. Ich 
meine mich dunkel zu erinnern, das mein Physiklehrer damals(tm) etwas 
von "also ist die Energie die in einem Teilchen steckt, die Summe aus 
seinem Masseäquivalent UND der kinetischen Energie".

So wird andersherum ja auch die Masse grösser, wenn man Teilchen auf 
relativistische Geschwindigkeiten bringt.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Schaut doch auf das Geschwindigkeitsdreieck, ist doch alles erklärt.
Beitrag "Re: Verständnis Energie im Kondensator"

von Conny G. (conny_g)


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M.A. S. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Ich habe lustigerweise gestern einen Podcast über die
>> Relativitätstheorie angehört.
>
> könntest Du bitte den Link darauf bekanntgeben? Das täte mich auch
> interessieren.

Das müsste es gewesen sein:
https://www.youtube.com/watch?v=2M5Tsx4TZ2I

von Conny G. (conny_g)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Oder anders gesagt: diese Formel hat mit der Bewegung dieser Masse
>> nichts zu tun.
>
> Ich denke schon, dass diese Formel auch die Bewegungsenergie (kinetische
> Energie) der Masse in Joule beinhaltet.

Wo wäre dann die Bewegung in der Formel?
Die ist nicht da, also geht es um den statischen Zustand oder die 
"intrinsische" Energie dieser Masse.

von Conny G. (conny_g)


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Joe G. schrieb:
> Schaut doch auf das Geschwindigkeitsdreieck, ist doch alles erklärt.
> Beitrag "Re: Verständnis Energie im Kondensator"

Genau!

von M.A. S. (mse2)


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Conny G. schrieb:
> Das müsste es gewesen sein:
> Youtube-Video "Relativitätstheorie für Laien"

Danke Dir!

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Mittlerweile glaube ich auch, dass die Formel für die kinetische Energie 
so lautet:

E kin = 1/2 x m x v²

von J. T. (chaoskind)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Mittlerweile glaube ich auch, dass die Formel für die kinetische Energie
> so lautet:
>
> E kin = 1/2 x m x v²

/ironie on

Ich kenn die ohne die x :D  E_kin = 1/2mvv

/ironie off

P.S. wie mach ich mit nem Androiden ne 2 im Exponenten?

von juergen (Gast)


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Joe G. schrieb:
> Deine Überlegungen sind nicht korrekt, weil du Bezugssysteme
> durcheinanderbringst. Übrigens ist es besser die Energie in Joule
> anzugeben als in Nm. Nm ist zwar formal korrekt, sollte jedoch dem
> Drehmoment vorbehalten bleiben.
>

Ich habe die Energie in Nm angegeben, weil m. E. die mechanische 
Energieform  bei der Erklärung (mit Kräften und Wegstrecken) 
verständlicher ist.


Leider habe ich den Impulssatz nie so richtig verstanden, sodaß ich die 
Berechnung wohl nur sehr schwer nachvollziehen kann.

Vielen Dank noch mal für den Rechnungsgang.


LG    Jürgen

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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J. T. schrieb:
> E_kin = 1/2mvv

Das x sollte auch nur das Malzeichen darstellen, ansonsten würde ich es 
auch so schreiben wie Du, nur nicht mit zwei v sondern so:

E_kin = 1/2mv²

Einfach die Tasten 'Alt Gr' und '2' gleichzeitig drücken.  :D


Beim Androiden ist das 'Alt Gr' ohne weiteres nicht sichtbar, wird aber 
durch eine andere Tastenkombi realisiert, die ich aber selber nicht 
weiß.   :/

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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juergen schrieb:
> Leider habe ich den Impulssatz nie so richtig verstanden, sodaß ich die
> Berechnung wohl nur sehr schwer nachvollziehen kann.

Es ist nicht so schwer.
Schritt 1: E=mc²
Schritt 2. p=m*v (Impuls)
Wobei m die relativistische Masse ist. Beide Gleichungen nach m 
umstellen und gleichsetzen (m=m). Dann nach der Geschwindigkeit 
auflösen. Diese Geschwindigkeit in den Lorentzfaktor einsetzen und den 
Lorenzfaktor in E=mc² einsetzen. Geschickt umformen – fertig :-) Die 
kinetische Energie ist die Gesamtenergie minus der Ruheenergie.

von M.A. S. (mse2)


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J. T. schrieb:
> P.S. wie mach ich mit nem Androiden ne 2 im Exponenten?

:) Versuchs doch mal mit Spracheingabe!   :D

von M.A. S. (mse2)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Beim Androiden ist das 'Alt Gr' ohne weiteres nicht sichtbar, wird aber
> durch eine andere Tastenkombi realisiert, die ich aber selber nicht
> weiß.   :/

Wahrscheinlich durch langes halten der "2" Taste, dann sollten alle 
möglichen Belegungen zur Auswahl erscheinen.  ;)

von J. T. (chaoskind)


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Test2
Langes halten bringt nur die 2 zu Tage, war aber ne gute Idee, da hät 
ich selbst schonmal drauf kommen können sollen.

M.A. S. schrieb:
> :) Versuchs doch mal mit Spracheingabe!   :D

Um in der Bahn meinem Telefon "ekin ist gleich einhalb mvquadrat" zu 
sagen, dafür reicht mein Selbstbewusstsein nicht. Ich hätte zu viel 
Angst für bekloppt gehalten zu werden :D Ausserdem gehen mir die Leute 
die in der Bahn ihr Telefon ansabbeln eh aufn Zeiger, und das möcht ich 
dann andren auch nicht antun, soweit es sich vermeiden lässt.

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Beim Androiden ist das 'Alt Gr' ohne weiteres nicht sichtbar, wird aber
> durch eine andere Tastenkombi realisiert, die ich aber selber nicht
> weiß.   :/

Schade :D, aber trotzdem danke

von M.A. S. (mse2)


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J. T. schrieb:
> Um in der Bahn meinem Telefon "ekin ist gleich einhalb mvquadrat" zu
> sagen, dafür reicht mein Selbstbewusstsein nicht.

:D



J. T. schrieb:
> Test2
> Langes halten bringt nur die 2 zu Tage, war aber ne gute Idee, da hät
> ich selbst schonmal drauf kommen können sollen.
Man kann alternative Tastaturen installieren. Ich hatte das auf meinem 
Tablet einmal gemacht, um Quelltexte eingeben zu können (was auf einer 
Touch-Tastatur natürlich keinen Spaß macht, aber ich wollte die 
Möglichkeit haben, während einer Zugfahrt etwas auszuprobieren...).
Auf dieser habe ich geschweifte Klammern und was man sonst so hat.
Hochgestellte Zweien: keine Ahnung, brauchte ich nie, ich würde aber 
erwarten, dass auch sowas dabei ist. Eben alle Zeichen, die man auf 
einer richtigen Tastatur auch hat.
Einfach mal im Store schauen, was es da gibt.

: Bearbeitet durch User
von juergen (Gast)


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Joe G. schrieb:
> juergen schrieb:
>> Leider habe ich den Impulssatz nie so richtig verstanden, sodaß ich die
>> Berechnung wohl nur sehr schwer nachvollziehen kann.
>
> Es ist nicht so schwer.
> Schritt 1: E=mc²
> Schritt 2. p=m*v (Impuls)
> Wobei m die relativistische Masse ist. Beide Gleichungen nach m
> umstellen und gleichsetzen (m=m). Dann nach der Geschwindigkeit
> auflösen. Diese Geschwindigkeit in den Lorentzfaktor einsetzen und den
> Lorenzfaktor in E=mc² einsetzen. Geschickt umformen – fertig :-) Die
> kinetische Energie ist die Gesamtenergie minus der Ruheenergie.

Vielen Dank.

Ich wollte schon wegen einer Erklärung zur Berechnung nachfragen,
aber du hast es ja jetzt schon gemacht.

LG   Jürgen

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