Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motor mit sehr hoher Drehzahl gesucht


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von Mike (Gast)


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Für ein Demonstrationsexperiment wird ein Motor mit sehr hoher Drehzahl 
gesucht, ideal wäre 200.000-300.000 rpm. Die Anforderungen an das 
Drehmoment sind gering. Idealerweise sollte die Drehzahl präzise 
regelbar sein. Das Budget für Motor + Ansteuerung liegt bei ca. 300€.

Durch Internetrecherche habe ich folgendes Modell gefunden:

https://www.celeroton.com/fileadmin/user_upload/produkte/motoren/datasheets/Datasheet-CM-2-500.pdf

So wie es aussieht, braucht der Motor einen speziellen 
Frequenzumrichter, denn Standard-Frequenzumrichter enden gewöhnlich bei 
500Hz - 600 Hz, was nur 36.000 rpm entspricht. Dem Herkunftsland nach zu 
schliessen, ist das Ganze vermutlich weit jenseits meines Budgets.

Gibt es DC-Motoren mit ähnlichen Drehzahlen? Da wäre die Regelung 
deutlich einfacher.

von none (Gast)


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von Fallensteller (Gast)


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Wenn man bei einem richtigen Gleichstrommotor die Fremderregung auf null 
runterstellt, geht der durch die Decke.

von Dussel (Gast)


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Es gibt HF-Spindeln. Platinenbohrmaschinen arbeiten in dem 
Drehzahlbereich.

Nur mit dem 3000 € wird es wohl eher knapp.

von Dussel (Gast)


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Ich merke gerade, nach 300 € wurde gefragt. Da habe ich mich vertan.

von A. K. (foxmulder)


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Dussel schrieb:
> Nur mit dem 3000 €

schlimmer, er hat ja nur 300 Euro.
TO: Vergiss es

von Udo S. (urschmitt)


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Wie "groß" soll der Motor sein?

Diese Drehzahl liegt über dem Bereich von Ultrazentrifugen (bis ca. 
150000 U/min)
und die erzeugen radiale Beschleunigungen von bis zu 1.000.000g!

Das bedeutet jede geringste Unwucht des rotatorischen Systems führt 
zwangsläufig zu einer äusserst unangenehmen (quasi explosiven) 
Situation.

Zahnarztbohrer haben eine vergleichbare Drehzahl. Zumindest die 
Turbinen. Wie hoch die elektromotorisch betriebenen drehen weiss ich 
aktuell nicht.

Was soll denn da demonstriert werden?

von Drehrumbum (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Zahnarztbohrer haben eine vergleichbare Drehzahl. Zumindest die
> Turbinen. Wie hoch die elektromotorisch betriebenen drehen weiss ich
> aktuell nicht.

Da steht was:
https://www.wh.com/de_global/dental-newsroom/berichte-studien/artikel/00186

Also die wuschhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh Drehzahl erreicht die Turbine nur 
durch Druckluft, elektromotorisch ist wohl bei wuschhhhhhh -> ca. 40000 
/min-1
Schluß.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Und das Ganze soll ? Wir haben solche Rotoren, die sind allerdings nicht 
mit Strom angetrieben, sondern mit Pressluft. Der Rotor ist dann noch 
ein Zirkonia Roehrchen.

von Drehrumbum (Gast)


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In der Laserbranche könnte man sich noch nach galvonometer-scannern 
umschauen: bspw. https://www.scannermax.com/pdf/SinCos.pdf

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Mike schrieb:
> ideal wäre 200.000-300.000 rpm

Wahnsinn.

von luke (Gast)


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von Drehrumbum (Gast)


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luke schrieb:
> bidde
> https://www.koford.com/48HS.pdf

Ein schönes Beispiel wie man Phantasiezahlen die Anmutung von Realität 
gibt:
"Intermittent duty up to 200,000 rpm, continuous duty up to 81,408 rpm"

In der Luftfahrt hatte man auch mal für Weltrekordversuche getunte 
Motoren, die nach spätestens 1h Spitzenleistung nur noch Schrott waren.

von A. K. (foxmulder)


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Drehrumbum schrieb:
> Ein schönes Beispiel wie man Phantasiezahlen die Anmutung von Realität
> gibt:

Das gilt denke ich nicht für alle Motoren im PDF:
" Continuous duty up to 300,000  rpm. "

von Marek N. (bruderm)


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Drehrumbum schrieb:
> 40000 /min-1

Galileo-einheit wie Kilowatt pro Stunde?

von MaWin (Gast)


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Drehrumbum schrieb:
> In der Luftfahrt hatte man auch mal für Weltrekordversuche getunte
> Motoren, die nach spätestens 1h Spitzenleistung nur noch Schrott waren.

In der Formel 1 auch, und ?

Mein Automotor schafft seine 8000 auch nicht über längere Zeit, ich 
würde davon ausgehen, das er nach 1 Stunde auf der Drehzahl auch kaputt 
ist.

von Erwin (Gast)


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Mike schrieb:
> Für ein Demonstrationsexperiment

Mich interessiert das Experiment viel mehr? Kleine Isotopenzentrifuge 
für die Küche?

von Max Huber der zweite (Gast)


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Mike schrieb:
> ideal wäre 200.000-300.000 rpm.

Muss es ein E Motor sein?
Ansonsten wäre eine Turbine wie bei einem Zahnarzt Bohrer eine 
Möglichkeit.

 Sie erreichen je nach Bauart und Betriebsdruck Drehzahlen von etwa 
150.000 bis 450.000/min, verfügen jedoch über ein im Vergleich zu 
Winkelstücken geringeres Drehmoment.

Quelle: Wikipedia:

So hohe Drehzahlen sind also nichts Außergewöhnliches.

von Werner H. (werner45)


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Hohe Drehzahlen bei hohem Drehmoment im Dauerbetrieb hat der Motor in 
einer Turbopumpe. Der läuft allerdings erst im Vakuum hoch, sonst sind 
die Reibungsverluste zu hoch (Luftwiderstand und Turbine).

Beitrag #6470063 wurde vom Autor gelöscht.
von Andy D. (rackandboneman)


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Das Problem bei einer Turbine ist wohl die präzise Drehzahlregelung die 
sich der TO wünscht....

von Klaus Knall (Gast)


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A. K. schrieb:
> Drehrumbum schrieb:
>> Ein schönes Beispiel wie man Phantasiezahlen die Anmutung von Realität
>> gibt:
>
> Das gilt denke ich nicht für alle Motoren im PDF:
> " Continuous duty up to 300,000  rpm. "

Neenee, nix duty, das die Leerlauf ('no load') Zahl und die ist auch 
noch mit 12% Toleranz beaufschlagt. Also selbst, wenn der Motor beim 
Durchdrehen nur mit 264000 rpm wackelt und zuckt stimmt die 
Datenblattangabe noch, aber der User hat trotzdem keinen 
Ultraschnellläufer. Interessant auch die Angabe der 'rated speed' - auch 
deutlich unter den 300000. Also wenn man den schneller als 273 laufen 
lässt, riskiert man mechanische schäden - was nicht heisst das man diese 
mechanische Lastgrenze überhaupt erreicht weil dem drehdings die Puste 
oder die Kühlung ausgeht...

von Wolfgang (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Diese Drehzahl liegt über dem Bereich von Ultrazentrifugen (bis ca.
> 150000 U/min)
> und die erzeugen radiale Beschleunigungen von bis zu 1.000.000g!

Alles eine Frage des Durchmessers.
Eine Ultrazentrifuge ist auf maximale Beschleunigung konstruiert.

von Karl (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Diese Drehzahl liegt über dem Bereich von Ultrazentrifugen (bis ca.
>> 150000 U/min)
>> und die erzeugen radiale Beschleunigungen von bis zu 1.000.000g!
>
> Alles eine Frage des Durchmessers.
> Eine Ultrazentrifuge ist auf maximale Beschleunigung konstruiert.

Laut dem Rechner reichen da 4 cm Durchmesser um bei 150.000 U/min 
1000000 g zu erreichen.
https://rechneronline.de/g-beschleunigung/zentrifuge.php

Bei 1 mm Durchmesser und 300.000 U/min hat man immer noch 1000g.
Beiner ansicht nach stellt vor Allen die Lagerung bei einem Elektromotor 
das Problem dar. Turbolader gleiten auf einem Ölfilm. Bei den 
Zahnarztbohrern würde ich behaupten die Gleiten auf einem (geölten) 
Luftfilm.

von Mike (Gast)


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Erwin schrieb:
> Mich interessiert das Experiment viel mehr? Kleine Isotopenzentrifuge
> für die Küche?

Nein, Lichtgeschwindigkeitsmessung nach Foucault. Hatte mit einem 
bekannten Lehrer darüber gesprochen, der das für den Physikunterricht 
aufbauen will. Ich finde es faszinierend, dass sich die höchste aller 
Geschwindigkeiten noch mit mechanischen Mitteln messen lässt.

 Je schneller der Spiegel dreht, desto größer der Effekt und umso 
genauer die Messung. Als Spiegel soll ein sechseckiges Prisma aus 
Duraluminium mit Radius 10 mm und polierten Flächen dienen. Der Antrieb 
muss dabei nur den Luftwiderstand kompensieren.
Bei 300.000 rpm liegt die Beschleunigung an der Außenseite bei etwa 10^6 
g, die Umfanggeschwindigkeit beträgt 314 m/s. Die auftretende 
Zugspannung habe ich mit etwa 130 N/mm^2 abgeschätzt, da die 
Zugfestigkeit für Duraluminium bai über 400 N/mm^2 liegt, sollte die 
Festigkeit noch kein Problem sein. Ultrazentrifugenrotoren sind z.B. 
deutlich größer.
Allerdings liegt die Umfanggeschwindigkeit schon recht nahe an der 
Schallmauer, so dass eine noch höhere Drehzahl an der dann erheblichen 
Luftreibung scheitern wird.

von Dussel (Gast)


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Willst du das selber bauen? Wie stellst du sicher, dass es keine Unwucht 
gibt?

von Matthias F. (atarist)


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Mit den 300€ wird das vielleicht nix, ist aber trotzdem interessant:

www.wissenschaft-aktuell.de/artikel/Rotieren_bis_zum_Zerreissen177101559 
0498.html

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Vielleicht verrät der TE ja mal wozu er das braucht.

> In der Luftfahrt hatte man auch mal für Weltrekordversuche
> getunte Motoren, die nach spätestens 1h Spitzenleistung nur
> noch Schrott waren.
Das ist doch bei vielen Weltrekordversuchen so, bei 
Hoch-Energie-Versuchen oder wie man das nennen soll wird in Kauf 
genommen, daß die ganze Maschine nur einen einzigen Schuss übersteht.

Der ideale Formel-1-Motor zerplatzt genau auf der Ziellinie mit einem 
lauten Knall in seine Einzelteile. Macht er's nicht, war irgend ein Teil 
noch zu schwer.

von Egon D. (egon_d)


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Mike schrieb:

> Nein, Lichtgeschwindigkeitsmessung nach Foucault.

Hmm.
Ich würde da eher an Fitzeau denken. Scheint mir
technisch einfacher.


> Je schneller der Spiegel dreht, desto größer der
> Effekt und umso genauer die Messung.

Sachlich richtig -- aber trotzde Quatsch. Genauso
gilt nämlich: Je länger der Lichtlaufweg, desto
stärker der Effekt.

Aus der Hüfte geschossen:

 * Fitzeaus Zahnrad hatte 720 Zähne. Heutzutage gibt
   es in Tintenpissern Kunststoffbänder mit 300dpi
   feiner Strichteilung. 10'000 Striche auf dem Umfang
   einer Trommel mit 11" Durchmesser ist also machbar.

 * Fitzeaus Zahnrad drehte mit 12.6 U/sec. 100 U/sec
   ist aber ohne weiteres machbar. Resultat: 1'000'000
   Striche je Sekunde, d.h. 1µs je Strich.

 * Wir haben um Faktor 110 mehr Striche je Sekunde als
   Fitzeau, also können wir den Laufweg um denselben
   Faktor verringern. Bei Fitzeau waren das 8633m Ent-
   fernung; wir sollten also mit 80m (=160m Lichtweg)
   auskommen. Sportlich, aber u.U. machbar.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Drehzahlregelung bei Luftturbinen sind kein Problem, einfach ueber den 
Druck. Ich hatte mal ein solches Projekt, eine Turbine aus einem hohlen 
Acrylglas Drehteil. Die Turbine selbst war ein Kegel mit Rillen in einem 
Konus laufend. Vielleicht 7mm durchmesser. Das war auf 4kHz zu 
stabilisieren. Das ging eigentlich gut mit einem digitalen Regler, weil 
das Stellventil ein Schrittmotor war.
Irgendwann wollten wir's dann wissen. Ich weiss nicht bei welcher 
Drehzahl sich das Teil zerlegte, vielleicht 10kHz. Das zum Schutz 
uebergstuelpte Becherglas hat sich zerlegt und im ganzen Raum verteilt. 
Ich wuerde kein Metall verwenden, sondern ein hochfestes leichtes 
Material, zB Zirkonia.

Ja, Ueberschall an der Turbine ist machbar.

von Andreas B. (bitverdreher)


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von Klaus Knall (Gast)


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Mike schrieb:
> Der Antrieb
> muss dabei nur den Luftwiderstand kompensieren.

Schon mal was von "Schall*mauer*" gehört?! Auch der Widerstand der Luft 
kann schnell zu einer Hammerharten Angelegenheit werden, auch bei 
Geschwindigkeiten unterhalb von 330 m/s. Einfach mal während der Fahrt 
auf der Autobahn die Hand aus dem Fenster halten. Oder schauen wie im 
Sturm von 30..50 m/s die Baumstämme wie Streichhölzer knicken.

Also Unterdruck macht da die Mechanik deutlich leichter.

von Wolfgang (Gast)


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Mike schrieb:
> Nein, Lichtgeschwindigkeitsmessung nach Foucault. Hatte mit einem
> bekannten Lehrer darüber gesprochen, der das für den Physikunterricht
> aufbauen will.

Wir hatten dafür IMHO einen Motor mit 440 s^-1. Und es reicht, wenn die 
Drehzahl stabil ist. Dann kann man sie messen und hat ein ruhiges Bild 
(z.B. auf einem Kamerasensor)

von Mechanik-Laie (Gast)


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Hallo,

ich kenne mich mechanisch nicht besonders gut aus und frage daher auch 
nur aus Interesse: Weshalb sind Getriebe hier ungeeignet? Könnte man 
nicht einen schnellen Elektromotor an ein Getriebe anschließen, welches 
die Drehzahl noch entsprechend erhöht?

von Klaus Knall (Gast)


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Mechanik-Laie schrieb:
> ich kenne mich mechanisch nicht besonders gut aus und frage daher auch
> nur aus Interesse: Weshalb sind Getriebe hier ungeeignet? Könnte man
> nicht einen schnellen Elektromotor an ein Getriebe anschließen, welches
> die Drehzahl noch entsprechend erhöht?

Besorg dir mal ei richtiges Fahrrad (eins nur für Muskelkraft) mit 
Gangschaltung und fahr damit in den schnellsten Gängen eine Berg hoch. 
Dann zeigt dir der Muskelschmerz schnell wo die Grenzen im 
Übersetzungsverhältniss liegen.

Ansonsten mal die Auswahlhinweise der Motorhersteller anschauen, bspw:
https://www.faulhaber.com/fileadmin/Import/Media/DE_TECHNICAL_INFORMATION.pdf

Oder wenn eine Kurzfassung genügt mal im Physikunttericht bei den Themen 
Drehmoment und Hebelgesetz aufpassen. Knapp geseagt, entweder man hat 
viel Kraft bei geringer Bewegung oder viel Bewegung bei wenig Kraft.
https://de.wikipedia.org/wiki/Hebel_(Physik)

von Dirk B. (dirkb2)


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Mike schrieb:
> Nein, Lichtgeschwindigkeitsmessung

Die Lichtgeschwindigkeit liegt fest.
Der Wert steht in der Definition vom Meter.

von Mechanik-Laie (Gast)


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Klaus Knall schrieb:
> Mechanik-Laie schrieb:
>> ich kenne mich mechanisch nicht besonders gut aus und frage daher auch
>> nur aus Interesse: Weshalb sind Getriebe hier ungeeignet? Könnte man
>> nicht einen schnellen Elektromotor an ein Getriebe anschließen, welches
>> die Drehzahl noch entsprechend erhöht?
>
> Besorg dir mal ei richtiges Fahrrad (eins nur für Muskelkraft) mit
> Gangschaltung und fahr damit in den schnellsten Gängen eine Berg hoch.
> Dann zeigt dir der Muskelschmerz schnell wo die Grenzen im
> Übersetzungsverhältniss liegen.
>
> Ansonsten mal die Auswahlhinweise der Motorhersteller anschauen, bspw:
> https://www.faulhaber.com/fileadmin/Import/Media/DE_TECHNICAL_INFORMATION.pdf
>
> Oder wenn eine Kurzfassung genügt mal im Physikunttericht bei den Themen
> Drehmoment und Hebelgesetz aufpassen. Knapp geseagt, entweder man hat
> viel Kraft bei geringer Bewegung oder viel Bewegung bei wenig Kraft.
> https://de.wikipedia.org/wiki/Hebel_(Physik)

Das Übersetzungsverhältnis muss ja nicht zwangsläufig so niedrig sein, 
dass die Kraft zu groß wird. Es würde ja schon helfen, wenn der Motor 
nur die halbe Drehzahl schaffen muss.

Auch die Lastbedingung am Ausgang ist ja bei dem Experiment sehr gering. 
So wie ich das verstehe wird da praktisch nur die Reibung eine Rolle 
spielen.

von Klaus Knall (Gast)


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Mechanik-Laie schrieb:
> Auch die Lastbedingung am Ausgang ist ja bei dem Experiment sehr gering.

Nö. Mal zur Selbsterkenntnis einen Spinball auf Umdrehung bringen:
https://www.youtube.com/watch?v=sJQFhb09sCg

von Hennes (Gast)


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Hallo

du hast dir die Antwort indirekt schon selber gegeben:

Verluste:
Jedes Getriebe "schluckt" selbst Energie, bzw. korrekter formuliert 
setzt diese auch in eine unerwünschte Energieform =>Wärme um.
Die Mechanische Leistung ergibt sich aus den Verhältnis Drehmoment zu 
Drehzahl.
Bei hoher Drehzahl ist ist das Drehmoment (die Nm) bei gegebener 
Leistung gering.
So und nun scheinen die sehr hoch drehenden (und noch ansatzweise 
bezahlbaren) E-Motoren recht geringe Leistungen zu haben - wenn diese 
dann noch durch kräftiges (mit hohen Verlusten) hoch übersetzen  noch 
mehr Drehzahl abgeben sollen kommt man schnell zu den Punkt wo die 
Leistung einfach nicht mehr ausreicht.
Ganz abgesehen das die Komponenten und Anforderungen von so ein Getriebe 
heftig werden.

Sowieso werden Getriebe zu wohl >>95% der Fälle zu Drehzahlreduzierung 
und Drehmomenterhöhung bei E-Motoren genutzt da geringe Drehzahlen und 
hohes Drehmoment mit Elektromotoren nicht so einfach zu realisieren ist 
wenn die Baugröße irgendwie begrenzt werden soll.
Sehr schön kann man das bei den ganz frühen (die jetzt schon teilweise 
100 Jahre alt wären) E-Lokomotiven sehen...

Hennes

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Mal angenommen ich würde mit Lichtgeschwindigkeit irgendwohin reisen und 
mit einer Taschenlampe nach vorne leuchten. Was würde mit dem Licht der 
Lampe geschehen?

von Mechanik-Laie (Gast)


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Hallo nochmal!

Danke für die einleuchtenden Erklärungen. Und ich dachte schon man 
müsste einfach nur den Stundenzeiger einer Uhr drehen und der 
Sekundenzeiger würde dann Lichtgeschwindigkeit erreichen :D ;-)

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mal angenommen ich würde mit Lichtgeschwindigkeit irgendwohin reisen
Das ginge schon mal nicht.

Aber wenn es gehen würde
> und
> mit einer Taschenlampe nach vorne leuchten. Was würde mit dem Licht der
> Lampe geschehen?
Dann wird sich das Licht aus Deiner Sicht mit Lichtgeschwindigkeit von 
Dir wegbewegen.
Ansonsten hilft Dir Kurt bestimmt weiter. ;-)

von ● Des I. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mal angenommen ich würde mit Lichtgeschwindigkeit irgendwohin reisen und
> mit einer Taschenlampe nach vorne leuchten. Was würde mit dem Licht der
> Lampe geschehen?

dessen Wellenlänge verschiebt sich
zumindest für einen ruhenden Betrachter

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Andreas B. schrieb:
> Dann wird sich das Licht aus Deiner Sicht mit Lichtgeschwindigkeit von
> Dir wegbewegen.

Das meine ich auch aus dem Bauch heraus. Aber aus Sicht eines 
Außenstehenden würde es sich dann mit doppelter Lichtgeschwindigkeit 
bewegen, was nicht sein kann/darf. Wie löst die Physik dieses Dilemma?

von Udo S. (urschmitt)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mal angenommen ich würde mit Lichtgeschwindigkeit irgendwohin reisen

Dann wärst du unendlich schwer, könntest also deine Augenlieder nicht 
mehr öffnen und schauen was passiert. :-)

Nein im Ernst, das ist die Frage des Inertialsystems. Wenn du mit fast 
Lichtgeschwindigkeit relqativ zu einem Beobachter unterwegs bist, dann 
vergeht für dich die Zeit viel langsamner und für den Beobachter. 
Ausserdem verkürzt sich für den Beobachter deine "Länge" in 
Bewegungsrichtung.
Auf jeden Fall würdest du in deinem Fortbewegungsmittel die gleiche 
Lichtgeschwindigkeit messen wie der Beobachter auf der Erde.

Das ist alles nur begrenzt anschaulich. Siehe z.B.
https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation
https://www.leifiphysik.de/relativitaetstheorie/spezielle-relativitaetstheorie/grundwissen/laengenkontraktion

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Aber aus Sicht eines
> Außenstehenden würde es sich dann mit doppelter Lichtgeschwindigkeit
> bewegen,

Nö, Du hast den Gedankengang des alten Newton. Geschwindigkeiten 
addieren sich nicht. Es ist in diesem Fall immer noch 
Lichtgeschwindigkeit.

: Bearbeitet durch User
von Walter T. (nicolas)


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Da sowohl die Drehzahl als auch die Länge des Lichtzeigers linear in den 
Ausschlag eingehen, die Drehzahl aber quadratisch in alle mechanischen 
Probleme, würde ich eher den zweiten Faktor zu maximieren versuchen. Bei 
30000 U/min ist die Geschichte mechanisch noch sehr einfach. Das schafft 
jeder Oberfräsmotor (der vermutlich leider nicht die geforderte 
Drehzahlkonstanz hat).

: Bearbeitet durch User
von Tja (Gast)


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von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Udo S. schrieb:
> Auf jeden Fall würdest du in deinem Fortbewegungsmittel die gleiche
> Lichtgeschwindigkeit messen wie der Beobachter auf der Erde.

Das kriege ich nicht in meinen Kopf, vermutlich bin ich zu primitiv 
dafür.

Andreas B. schrieb:
> Geschwindigkeiten addieren sich nicht. Es ist in diesem Fall
> immer noch Lichtgeschwindigkeit.

Ach so. Hmm. Ich glaube ich muss nochmal nach Videos suchen, wo das für 
Laien nachvollziehbar dargestellt wird.

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich glaube ich muss nochmal nach Videos suchen, wo das für
> Laien nachvollziehbar dargestellt wird.

Vergiß es. Die Relativitätstheorie und alles folgende läßt sich nicht an 
visuellen Darstellungen zeigen, auch wenn das oft versucht wird.
Schau Dir die Gleichungen und deren Ableitungen dazu an und akzeptiere 
es einfach. ;-)

von Hennes (Gast)


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Hallo

diese und ähnlich "Probleme" wurden schon vielfach Diskutiert und es 
gibt auch viel Populärwissenschaftliche und sicherlich auch "richtige" 
Wissenschaftliche Literatur und Videos dazu.
Trotz der oft sehr guten und geduldigen Erklärungen (die sich locker bei 
Videos über viele Stunden ziehen können) - vom "Bauch her" verstehen und 
nachvollziehen behaute ich mal kann das niemand verstehen.
Die Mathematik dahinter funktioniert sehr gut, praktische Auswirkungen 
die sich laut den Theorien ergeben, treten so tatsächlich auf - so 
ziemliche alles funktioniert "erschreckend" gut.
Aber wirklich vom "Bauch her" verstehen und auch nur ansatzweise fühlbar 
erfahren...?
Da passt die Newtonsche Physik doch deutlich besser zu unserer 
Alltagswelt und uns als Menschen selbst.

Hennes

von Werner H. (werner45)


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Diese Videos gibt es von Harald Lesch auf Youtube.
Keiner kann so anschaulich erklären wie er.

von MaWin (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mal angenommen ich würde mit Lichtgeschwindigkeit irgendwohin
> reisen und mit einer Taschenlampe nach vorne leuchten. Was würde mit dem
> Licht der Lampe geschehen?

Physik 1. Klasse ? Na gut, Oberstufe, wohl geschwänzt.

Mike schrieb:
> Als Spiegel soll ein sechseckiges Prisma aus Duraluminium mit Radius 10
> mm und polierten Flächen dienen.

Wie glaubt du denn, bekommst du das sio rotationssymmetrisch auf die 
Achse montiert, dsss es völlig ausgewuchtet läuft ?
Das reisst es dir doch schon bei 10000upm von der Achse. Vergiss deinen 
'simplen mechanischen' Ansatz.

Nehmen wir an,man kann einen starken Excimer-Laser auf die Oberseite des 
Aluklotzes richten, und die Unsymmetrie mit einem Piezosensor an den 
Lagern in X und Y Richtung erfassen, dann könnte der Laser mit 
steigender Drehzahl den zu schweren Teil des Aluklotzes stückweise 
wegbrennen....

von Ergo70 (Gast)


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von Ryven (Gast)


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Wenn ich überlege, vor gut 60 Jahren gab es Schleifturbinen mit 75k upm.
Elektrisch angetrieben. Konnte man bis 800 W belasten.
Nur die Lager halten halt keine 100 h, dann sind die fertig. ;-)
Das waren 2 Phasige Motoren. Keine Ahnung wo Deckel die zugekauft hat.

von Udo S. (urschmitt)


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Ryven schrieb:
> Wenn ich überlege, vor gut 60 Jahren gab es Schleifturbinen mit 75k upm.
> Elektrisch angetrieben.

hast du dazu mal irgendeinen Link?

von Hennes (Gast)


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Hallo

Werner H. schrieb:
> Diese Videos gibt es von Harald Lesch auf Youtube.
> Keiner kann so anschaulich erklären wie er.

Richtig und wenn man das "normale" Leben, Erfahrungen und Technik mal 
heraus hält macht es auch alles "vom Bauch her" seinen Sinn.
Aber Alltagserfahrungen, es wirklich, nicht "nur" Mathematisch oder 
indirekt durch Experimente und Messwerte wirklich erfahren und "fühlen" 
und als gegen eben nicht nur hinnehmen - das behaupte ich immer noch 
kann keiner.
Ähnlich wie Entfernungen von ein Lichtjahr oder selbst nur eine 
Millionen Jahre letztendlich immer nur theoretische, mathematische und 
im jeweiligen Bereich funktionierende und händelbare "nachvollziehbare" 
Größen sind aber letztendlich nie wirklich auch nur ansatzweise 
erfahrbar oder "fühlbar" -
10 Jahre oder selbst 100 km ohne irgendein Fahrzeug sind ja schon Größen 
die einen riesig und leicht Alltags fern vorkommen.
Wenn auch ein wenig mehr:
Die späten 70er und auch 80er Jahre kommen mir z.B. oft vor wie 
"Irgendwann in der fernen Steinzeit" - eine zeit die "weiter 
zurückliegt" als z.B. die 1920er Jahre die ich gar nicht erleben konnte 
und nur aus den Geschichtsbüchern, indirekt Romanen oder halt Filmen und 
Fotos "kenne".

Hennes

von Chris K. (Gast)


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200.000 Umdrehungen pro Minute. Klingt nach dem gewöhnlichen 
Arbeitsumfeld von Turboladern. Es gibt inzwischen auch "Booster" für den 
unteren Drehzahlbereich, welche im 48V Boardnetz eingesetzt werden. Die 
schaffen aber nur gut 70.000 Umdrehungen pro Minute, darüber greift dann 
wieder der "normale" Turbolader.

von Walter T. (nicolas)


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Hennes schrieb:
> Aber Alltagserfahrungen, [...]
> kann keiner.

Naja. Mein GPS funktioniert im Alltag mit einer Meter-Auflösung. Dies 
wäre ohne die entsprechdenden Korrekturfaktoren für nicht-newtonsche 
Kinematik nicht denkbar. Das GPS würde ich definitiv als 
Alltagserfahrung bezeichnet.

Aber wir werden OT.

Es geht um Lichtgeschwindigkeitsmessung mit der Drehspiegelmethode. Hat 
ein wenig gedauert, dass dem TO zu entlocken, also sollten wir 
aufpassen, dass das Thema nicht sofort wieder verschwimmt.

von Hennes (Gast)


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Hallo

Walter T. schrieb:
> Naja. Mein GPS funktioniert im Alltag mit einer Meter-Auflösung.

Richtig - aber es wird "nur" die sich durch die Theorien extrem gut 
funktionierende Mathematik angewendet.
Die Theorien treffen also mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zu - alles 
passt perfekt zusammen und man kann die praktischen Auswirkungen 
berechnen und technisch nutzen und auch immer wieder indirekt durch sich 
ergebende Effekte beobachten und messen.
Aber ich meine doch was anderes - das verinnerlichen "fühlen" "erfahren" 
fernab der Mathematik und was sich "auf den Papier" (eher 
Computerrklustern) ergibt... Ich kann mir nicht vorstellen das dazu 
irgendjemand in der Lage ist.

Ja OT aber doch sehr interessant - finde ich zumindest.

Hennes

von Dussel (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Dann wird sich das Licht aus Deiner Sicht mit Lichtgeschwindigkeit von
>> Dir wegbewegen.
>
> Das meine ich auch aus dem Bauch heraus. Aber aus Sicht eines
> Außenstehenden würde es sich dann mit doppelter Lichtgeschwindigkeit
> bewegen, was nicht sein kann/darf. Wie löst die Physik dieses Dilemma?
Meines Wissens ist laut Relativitätstheorie alles relativ (den Spruch 
kennt man ja), außer der Vakuumlichtgeschwindigkeit. Die ist für jeden 
Beobachter in jedem Zustand überall gleich.

Wenn es irgendein scheinbares Paradoxon gibt, gibt es eigentlich zwei 
Lösungen:
1. Die Größen, in die der Gammafaktor reinspielt, also Masse, Länge und 
Zeit (noch andere?)
2. Nur Information kann sich nicht mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen.

Ein Beispiel für 2 ist ein Lichtstrahl, mit dem man ins Weltall 
leuchtet. Nehmen wir als Gedankenexperiment einen perfekt parallelen 
Lichtstrahl, z.B. einen idealen Laserpointer. Wenn du den nur mit der 
Hand bewegst, bewegt sich der Punkt auf einer weit entfernten Oberfläche 
(z.B. Mond) mit Überlichtgeschwindigkeit. Das ist aber kein Paradoxon, 
weil man damit keine Information von einem Punkt auf der Oberfläche zu 
einem anderen übertragen kann. Die Information, dass du den Lichtstrahl 
bewegt hast, wird auch nur mit Lichtgeschwindigkeit übertragen.

Allerdings muss ich sagen, dass ich nicht auf eine anschauliche Lösung 
zu deinem Dilemma komme. Ich hätte gedacht, dass sich Strecke und Zeit 
zwischen dem bewegten und dem ruhenden Beobachter so unterscheiden, dass 
das Licht am Ende für beide doch wieder die gleiche Geschwindigkeit hat. 
Das würde aber dann auch für Materie gelten.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mal angenommen ich würde mit Lichtgeschwindigkeit irgendwohin reisen und
> mit einer Taschenlampe nach vorne leuchten. Was würde mit dem Licht der
> Lampe geschehen?

Das ist eine Fangfrage. Durch die relativistische Massenzunahme würde 
die Taschenlampe so schwer, daß du sie nicht mehr halten könntest :)

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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1849 Fizeau: 315.000 m/s (Zahnrad)
1862 Foucalt: 298.000 m/s (Drehspiegel)
1925 Michelson: 299.796 m/s (Drehspiegel).
2020: c = 299.792,458 ±0,01 m/s

Wie genau soll es denn sein? Das schöne an diesem Versuch ist, daß man 
mit einfachen Mitteln und nachvollziehbar die höchste Geschwindigkeit 
des Universums überhaupt messen kann.

Der Motor oben müßte sehr hoch drehen, dann noch regelbar sein (weil die 
Umdrehungszahl in die Messung eingeht).

Deswegen würde ich an der anderen Schraube drehen: der Entfernung! 
Damals wurde Lichtquellen wie Laternen verwendet, damit war die 
Entfernung begrenzt. Heute gibt es Laser, deren Divergenz ist so gering, 
daß der Punkt auch nach Kilometern ein Punkt bleibt - ganz ohne 
zusätzliche Optik. Der Laserstrahl kann ja auch über Spiegel 'gefaltet' 
werden damit die Dimensionen nicht zu groß werden.

Fizeau hatte ein Zahnrad mit 720 Zähnen welches mit 12,6 U/s routierte. 
Die Entfernung lag bei 8633m. Damit kam er 1849 auf einen Wert von 
315.000 oder 313.300 m/s - das läßt sich mit heutigen Mitteln ganz 
sicher noch optimieren!

: Bearbeitet durch User
von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mal angenommen ich würde mit Lichtgeschwindigkeit irgendwohin reisen und
> mit einer Taschenlampe nach vorne leuchten. Was würde mit dem Licht der
> Lampe geschehen?

Von dir aus gesehen wäre alles 'normal'. Das Licht der Lampe strebt mit 
Lichtgeschwindigkeit von dir weg. Auch das Licht einer Lampe, die neben 
dir an einem gedachten fixen Punkt steht würde sich mit derselben 
Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Frage: was sieht ein Beobachter, der 
sich irgendwo im Raum befindet?

Einstein hat zur Verdeutlichung gerne das Gedankenexperiment erzählt wo 
zwei Beobachter sich über die beobachteten Phänomene austauschen, einer 
auf dem Bahnsteig, einer im fahrenden Zug, beide ausgestattet mit Uhr, 
Blitzlicht und Maßband (==> Spezielle Relativitätstheorie, 
Lorentztransformation).

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Der Versuch mit dem Drehspiegel geht auch mit relativ normalen Mitteln: 
Laser, genügend Länge (z.B. 10 m Strecke, ggf. per Spiegel gefaltet) und 
etwa 30000 U/min.

Die 30000 U/min, ggf. ein wenig mehr schafft der Motor einer kleinen 
Oberfräse. Kurzzeit können auch einfache relativ kleine DC Motoren eine 
noch etwas höhere Drehzahl erreichen. Das Problem sind u.A. die Lager. 
Wegen der Fliehkraft ist ein kleiner Durchmesser von Vorteil.
Die Drehzahl muss gar nicht so konstant sein, die Frequenz kann man ganz 
gut messen.

Auf der Detektorseite kann man ggf. mit einer Kamera auch noch etwas an 
Auflösung herausholen und so ggf. die Strecke soweit reduzieren, dass 
man ohne extra Spiegel auskommt.

Die Lichtgeschwindigkeit ist schon länger definiert. D.h. gemessen wird 
mehr die Genauigkeit des Aufbaus und ggf. des Maßbandes zum nachmessen 
des Abstandes.

von flup (Gast)


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> 2020: c = 299.792,458 ±0,01 m/s

du meinst km/s?

Ev. sollte man hinzufügen, dass die Lichtgeschwindigkeit seit 1983 exakt
299.792.458 m/s beträgt. (per Definition)

lg

von Udo S. (urschmitt)


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Mohandes H. schrieb:
> Der Motor oben müßte sehr hoch drehen, dann noch regelbar sein (weil die
> Umdrehungszahl in die Messung eingeht).

Das ist nicht richtig. Er muss nicht regelbar sein. Er muss nur 
möglichst konstant die Drehzahl halten (während eines Messvorgangs) und 
die Drehzahl muss möglichst genau bekannt sein.

flup schrieb:
> Ev. sollte man hinzufügen, dass die Lichtgeschwindigkeit seit 1983 exakt
> 299.792.458 m/s beträgt. (per Definition)

Richtig. Vorher hatte man den Urmeter, und hat die Lichtgeschwindigkeit 
versucht möglichst genau zu messen. Seit 1983 wurde das aber umgedreht 
und die Einheit der Länge jetzt durch die Naturkonstante 
Lichtgeschwindigkeit definiert.

von Udo S. (urschmitt)


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Das ist jetzt auch ein Problem des TOs.
Er meint mit einer höheren Drehzahl hat er ein genaueres Ergebnis.
Eine 3 mal höhere Drehzahl, die aber dann eine 5-mal so hohe 
Ungenauigkeit hat ist völlig kontraproduktiv.
Es sollte mal eine komplette Formel aufstellen und dann eine 
Fehlerabschätzung machen. Dann weiss er auch wo eine Verbesserung am 
ehesten eine Verbesserung des Gesamtergebnisses bringt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Mohandes H. schrieb:
>
> Wie genau soll es denn sein?

Wahrscheinlich gar nicht. Der TE schrieb ja, daß es um ein Experiment 
für den Physikunterricht geht. Wenn da ein Wert um die 300.000 km/s 
heraus kommt und nicht 200.000 oder 400.000, dann reicht das ja.

Ein geschickter Lehrer kann beim Ablesen der Meßwerte da auch ein 
bißchen tricksen, daß das Ergebnis nachher stimmt. Ein Physik-Dozent von 
mir hatte das genial raus. Der hat Pi immer mit 3 genähert und g mit 10. 
Dann ein bißchen großzügig gekürzt und trotzdem stimmte sein Ergebnis 
nachher auf 3 Stellen ;)

> Das schöne an diesem Versuch ist, daß man mit einfachen Mitteln
> und nachvollziehbar die höchste Geschwindigkeit des Universums
> überhaupt messen kann.

Eben. Vor allem geht es darum zu zeigen, daß die Geschwindigkeit zwar 
hoch, aber doch endlich ist. Der genaue Wert ist dann gar nicht mehr so 
wichtig.

> Der Motor oben müßte sehr hoch drehen, dann noch regelbar sein

Nein. Die Drehzahl muß nur mitgemessen werden. Und sie muß über die 
Versuchszeit natürlich halbwegs konstant sein.

Eine Turbine ist mit Sicherheit einfacher beschaffbar (oder baubar) als 
ein Elektromotor. Aber die Herausforderung besteht ohnehin darin, den 
Aufbau gut genug auszuwuchten, daß es den bei Solldrehzahl nicht 
zerlegt. Im Zweifelsfall kommt man wesentlich einfacher, wenn man nicht 
die Drehzahl, sondern die Anzahl der "Zähne" skaliert. Hat ein Vorredner 
ja schon vorgerechnet.

von Andreas M. (amesser)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Geschwindigkeiten addieren sich nicht. Es ist in diesem Fall
>> immer noch Lichtgeschwindigkeit.
>
> Ach so. Hmm. Ich glaube ich muss nochmal nach Videos suchen, wo das für
> Laien nachvollziehbar dargestellt wird.

Das kann man grafisch nicht so einfach darstellen. Eigentlich ist das 
ganz einfach: Das Licht bewegt sich für den Beobachter immer mit 
derselben Geschwindigkeit, egal in welchem System der Beobachter ist und 
wie er sich relativ zum Licht bewegt. Alles andere ergibt sich aus 
dieser einen Bedingung. z.B. die Längenstauchung/Streckung, Rot oder 
Blauverschiebung der Lichtfarbe, etc.

von ● Des I. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Axel S. schrieb:
> Ein Physik-Dozent von
> mir hatte das genial raus. Der hat Pi immer mit 3 genähert und g mit 10.
> Dann ein bißchen großzügig gekürzt und trotzdem stimmte sein Ergebnis
> nachher auf 3 Stellen ;)

kann man so getrickst sicher auf dem Mars landen?

von Zeno (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Das ist jetzt auch ein Problem des TOs.
> Er meint mit einer höheren Drehzahl hat er ein genaueres Ergebnis.
> Eine 3 mal höhere Drehzahl, die aber dann eine 5-mal so hohe
> Ungenauigkeit hat ist völlig kontraproduktiv.
> Es sollte mal eine komplette Formel aufstellen und dann eine
> Fehlerabschätzung machen. Dann weiss er auch wo eine Verbesserung am
> ehesten eine Verbesserung des Gesamtergebnisses bringt.

Der TO sollte sich einfach mal mit der Problematik richtig befassen, 
dann käme er nämlich zu dem Ergebnis, daß es völlig ausreichend ist den 
Spiegel mit etwa 500U/s drehen zu lassen. Und selbst das ist schon recht 
schnell.
Einfach mal hier nachlesen 
https://www.hsg-kl.de/faecher/ph/versuche/weitere/lichtges/lichtges.php 
wie man den Aufbau macht.

Herrn Foucault wird es seinerzeit (1850) wohl nicht möglich gewesen sein 
den Spiegel in einer derart hohen Geschwindigkeit drehen zu lassen. ER 
wird da wohl an anderer Stelle optimiert haben.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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● Des I. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Ein Physik-Dozent von
>> mir hatte das genial raus. Der hat Pi immer mit 3 genähert und g mit 10.
>> Dann ein bißchen großzügig gekürzt und trotzdem stimmte sein Ergebnis
>> nachher auf 3 Stellen ;)
>
> kann man so getrickst sicher auf dem Mars landen?

Wenn man das richtige Ergebnis schon kennt, bevor man seine Show an der 
Tafel abzieht - na sicher doch!

von Andy D. (rackandboneman)


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Für solche Experimente braucht man doch eh einen rotierenden Spiegel? 
Gibt's fertig als Baugruppe im Laserdrucker-und Kopiererschrott.. zwar 
nicht mit 300000 rpm, aber eben auch nicht langsam....

Alternativ, könnte man die erreichte Ablenkung nicht einfach irgendwie 
optisch vergrößern? Wenn ja, könnten auch Piezos interessant werden...

von Zeno (Gast)


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Andy D. schrieb:
> Alternativ, könnte man die erreichte Ablenkung nicht einfach irgendwie
> optisch vergrößern?

Man muß einfach nur die Strecke des Lichtes verlängern, z.B indem man es 
über mehrere Umlenkspiegel führt (s. Link meines letzten Postes)

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Lieber mal mit wichtigeren Fragen beschäftigen.

Mich würde z.B. stark interessieren, wieso nichts schneller sein soll 
als das Licht.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Ben B. schrieb:
> Lieber mal mit wichtigeren Fragen beschäftigen.
>
> Mich würde z.B. stark interessieren, wieso nichts schneller sein soll
> als das Licht.

Das wurde schon längst geklärt (SRT): Wegen der relativistischen 
Massezunahme kann kein massebehaftetes Objekt Lichtgeschwindigkeit 
erreichen und schon mal gar nicht überschreiten.

von Egon D. (egon_d)


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Ben B. schrieb:

> Lieber mal mit wichtigeren Fragen beschäftigen.

Die Frage ist nicht wichtig -- die Frage ist
blödsinnig.


> Mich würde z.B. stark interessieren, wieso nichts
> schneller sein soll als das Licht.

Wieso "soll"?

Das ist kein Imperativ, so in der Art eines zwölften
Gebotes: "Du sollst nicht schneller fahren als die
Lichtgeschwindigkeit".

Wenn ich mich recht erinnere, ist die Physik vor über
100 Jahren mit der Frage nach dem Äther und seinem
Mitführungskoeffizienten in heillose Schwierigkeiten
geraten.
Einstein hat diese Schwierigkeiten durch Annahme (!)
einer universalen Grenzgeschwindigkeit gelöst; seitdem
gilt das als der akzeptierte Stand des Wissens.
Wenn Dir diese Annahmen nicht passt, dann ersetze sie
einfach durch eine bessere. Vergiss aber nicht, vorher
kurz zu prüfen, dass Deine Annahme alle bisherigen
Experimente erklärt...

Physik beantwortet letztlich nie die Frage nach dem
"Warum", sie beschreibt nur das "Was".

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Der Mensch hat sich einfach schon oft geirrt was die Geschwindigkeit 
angeht. Man hielt Eisenbahnen für gefährlich weil man nicht wußte ob der 
Mensch die unglaublichen 40 km/h oder was damals möglich war überhaupt 
dauerhaft aushält - heute wissen wir ja, nur die Beschleunigung kann ein 
Problem sein.

Oder man glaubte lange Zeit es sei unmöglich, schneller zu fliegen als 
der Schall. Die Spitze einer Peitsche konnte es, Gewehrkugeln konnten 
es, die V2 erreichte bereits über 5fache Schallgeschwindigkeit und 
Menschen konnten es schließlich auch.

Und es ist auch so einfach, diese Grenze theoretisch zu brechen. 
Angenommen ich habe ein Raumschiff, was exakt mit 1facher 
Lichtgeschwindigkeit fliegt. Wieso sollte ich dabei in diesem Raumschiff 
nicht von hinten nach vorne laufen können?

von Egon D. (egon_d)


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Ben B. schrieb:

> Der Mensch hat sich einfach schon oft geirrt was
> die Geschwindigkeit angeht.

Ah ja. "Goethe ist tot, Marx ist tot, und mir ist
auch schon ganz schlecht."


> Man hielt Eisenbahnen für gefährlich weil man nicht
> wußte ob der Mensch die unglaublichen 40 km/h oder
> was damals möglich war überhaupt dauerhaft aushält -
> heute wissen wir ja, nur die Beschleunigung kann ein
> Problem sein.

Was hat das mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun?


> Oder man glaubte lange Zeit es sei unmöglich, schneller
> zu fliegen als der Schall. Die Spitze einer Peitsche
> konnte es, Gewehrkugeln konnten es, die V2 erreichte
> bereits über 5fache Schallgeschwindigkeit und Menschen
> konnten es schließlich auch.

Schön. Was hat das mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun?


> Und es ist auch so einfach, diese Grenze theoretisch
> zu brechen. Angenommen ich habe ein Raumschiff, was
> exakt mit 1facher Lichtgeschwindigkeit fliegt. Wieso
> sollte ich dabei in diesem Raumschiff nicht von hinten
> nach vorne laufen können?

Wieso solltest Du das nicht können? -- Natürlich kannst
Du das. Trotzdem überschreitest Du damit nicht die
Lichtgeschwindigkeit.

Und warum nicht? Naja, wegen der Längenkontraktion bzw.
der Zeitdilatation.

Wenn Du jetzt einwenden willst: "Ja -- aber meine
Geschwindigkeit addiert sich ja zur Lichtgeschwindigkeit
des Raumschiffes!", dann zeigt das nur, dass Du von der
Relativitätstheorie nichts verstanden hast: Alle Inertial-
systeme (d.h. alle geradlinig-gleichförmig bewegten
Bezugssysteme) sind gleichwertig, also gilt in ihnen die
Lichtgeschwindigkeit von 300'000 km/s -- aber man darf den
Längen- bzw. Zeitmaßstab eines Systems nicht einfach auf
ein anderes System anwenden. Das liefert Mist.

Die Lichtgeschwindigkeit der Taschenlampe, mit der Du im
Raumschiff von hinten nach vorne leuchtest, gilt im Inertial-
system des Raumschiffes . Das Raumschiff bewegt sich aber
auch gegenüber dem Inertialsystem der Erde -- also gilt in
beiden Systemen NICHT derselbe Längen- bzw. Zeitmaßstab.
Die Längen bzw. Zeiten im jeweils anderen System erscheinen
verkürzt bzw. verlängert, so dass sich das Licht der Taschen-
lampe, im (ruhenden) System der Erde gemessen, WIEDER mit
Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Klingt komisch, ist aber so.

von Klaus Knall (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> 1849 Fizeau: 315.000 m/s (Zahnrad)
> 1862 Foucalt: 298.000 m/s (Drehspiegel)
> 1925 Michelson: 299.796 m/s (Drehspiegel).
> 2020: c = 299.792,458 ±0,01 m/s

da fehlt u.a. noch
- 1676 Ole Rømer  212.000 km/s  (Beobachtung Jupitermonde)

mehr siehe dort: 
https://www.edu.tum.de/fileadmin/tuedz01/www/Sch%C3%BClerkonferenz/Facharbeiten_2008/skorupa_franz_2008_www.pdf

wenn es um gesteuerte Lichtablenkung geht, sollte man sich auch den 
anschauen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Akustooptischer_Modulator

Damit kann man im Unterschiede zu dem Relativitätsgehampel der 
Hobby-Einsteins richtig Geld verdienen, weil medizinisch anwendbar.
Wer also mal sein Labor auf lukrative Forschung umstellen möchte: 
http://www.iap.tu-darmstadt.de/fileadmin/iap/fp/a/Anleitung_AOM_4.10_V1.8.pdf

von Werner H. (werner45)


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Videos, die die Verständnisproblme beseitigen können, gibt es von Harald 
Lesch auf Youtube.
Keiner kann so anschaulich erklären wie er.

von Dussel (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Der Mensch hat sich einfach schon oft geirrt was die Geschwindigkeit
> angeht.
Der Mensch irrt sich mal allem ständig (historisch gesehen). In der 
Physik ist alles im Endeffekt nur Theorie. Aber solange es keine 
nachweisbaren Widersprüche gibt, gelten die aktuellen Theorien als 
richtig.
Dass sich nichts schneller als Licht bewegen kann, folgt eben aus der 
Relativitätstheorie, die sich schon Millionenfach als ausreichend genau 
bewiesen hat.

von Dussel (Gast)


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Dussel schrieb:
> Der Mensch irrt sich mal allem ständig
bei fast allem

von Drehrumbum (Gast)


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Dussel schrieb:
> Dussel schrieb:
>> Der Mensch irrt sich mal allem ständig
> bei fast allem

J.W.v.Goethe schrieb:
"Es irrt der Mensch, solang’ er strebt."

https://static.cornelsen.de/bgd/97/83/46/46/90/89/5/9783464690895_x1SE_268.pdf

von kein Stein (Gast)


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Egon D. schrieb:
> le Inertial-
> systeme (d.h. alle geradlinig-gleichförmig bewegten
> Bezugssysteme) sind gleichwertig

Kann man sich denn so ein System mal anschauen?


> Trotzdem überschreitest Du damit nicht die
> Lichtgeschwindigkeit.

Woher weiß das Licht eigentlich wie schnell es fliegen soll?

von Matthias L. (limbachnet)


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Axel S. schrieb:
> Ein Physik-Dozent von
> mir hatte das genial raus. Der hat Pi immer mit 3 genähert

... und wenn schnell mal ohne Taschenrechner auf einem Zettel eine 
Kreisfläche ausgerechnet werden muss, dann passt 22/7 ausreichend gut 
als Ersatz.

von Karl Knall (Gast)


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kein Stein schrieb:
>> Trotzdem überschreitest Du damit nicht die
>> Lichtgeschwindigkeit.
>
> Woher weiß das Licht eigentlich wie schnell es fliegen soll?

Das Licht fliegt nicht, es pflanzt sich fort. Und wie die Erwachsenen 
unter uns wissen, braucht die Fortpflanzung Ihre Zeit, nicht nur während 
des Vorspieles.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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kein Stein schrieb:
> Egon D. schrieb:
>> le Inertial-
>> systeme (d.h. alle geradlinig-gleichförmig bewegten
>> Bezugssysteme) sind gleichwertig
>
> Kann man sich denn so ein System mal anschauen?

Das ist theoretische Physik, die aber seit über 100 Jahren durch die 
experimentelle Physik immer wieder bestätigt wird. Und auch in der 
Praxis, z.B. kein GPS würde ohne diese Erkenntnisse funktionieren.

Kannst du dir also nicht anschauen - findet alles im Kopf statt. Meine 
Hochachtung vor Physikern wie Einstein (und anderen), der sich das 
überlegt und geistig durchdrungen hat!

von Andreas B. (bitverdreher)


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Dazu empfehle ich, sich die Videos von Josef Gassner mal reinzuziehen 
(mein Lieblingskanal).:
https://www.youtube.com/watch?v=mS1-V2EzIqo&list=PLmDf0YliVUvGGAE-3CbIEoJM3DJHAaRzj
Da wird die Entwicklung der modernen Naturwissenschaften super 
beschrieben.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Nochmal zurück zum eigentlichen Experiment.

Mohandes H. schrieb:
> Fizeau hatte ein Zahnrad mit 720 Zähnen welches mit 12,6 U/s routierte.
> Die Entfernung lag bei 8633m.

Die Formel, nach der sich die (Licht-) Geschwindigkeit berechnet, 
lautet:

       c = 4 x n x s x f

mit n = Anzahl Zähne, s = Strecke, f = Drehzahl des Zahnrades. Da hat 
man also 3 Parameter um daran zu spielen.

Ist ein Irrglaube, daß die Messung mit möglichst hoher Drehzahl 
automatisch genauer wird: 1% Fehler bei der Drehzahl macht auch 1% 
Fehler bei c (geht linear ein). Das gilt auch für die anderen Parameter 
(außer n weil zählbar). Im Klartext: nicht die absolute Größe der 
Meßparameter bestimmt die Genauigkeit der Messung sondern deren relative 
Fehler!

Fizeau hatte eine Öllampe zur Verfügung. Heute haben wir Laser mit einer 
Divergenz von <1mrad (1mrad = 1mm Strahlaufweitung pro m Entfernung). 
Vor allem haben diese Laser eine Leistungsdichte um Größenordnungen mehr 
als eine Ölfunzel. Ein einfacher Laserpointer reicht.

Ich würde für das Experiment einen Laserpointer in rot oder grün nehmen. 
Die Strecke über Spiegel falten. Ein Zahnrad mit möglichst vielen Zähnen 
und ein paar 100 U/s, Messung Drehzahl über Lichtschranke. Oder die 
Drehzahl konstant halten und die Meßstrecke variabel machen, z.B. über 
einen Meßschieber oder bei kurzen Strecken über eine Mikrometerschraube.

: Bearbeitet durch User
von Walter T. (nicolas)


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Die Zahnradmethode hat den Nachteil, dass ich eine genaue 
Drehzahlregelung benötige. Für die Drehspiegelmethode benötige ich nur 
eine sehr genaue Drehzahlkonstanz.

von Dussel (Gast)


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kein Stein schrieb:
>> Trotzdem überschreitest Du damit nicht die
>> Lichtgeschwindigkeit.
>
> Woher weiß das Licht eigentlich wie schnell es fliegen soll?
Das ist eine sehr gute Frage, an der schon lange geforscht wird. Warum 
sind die Naturkonstanten so wie sie sind? Und haben sie unter allen 
Umständen den gleichen Wert?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Dussel schrieb:
> Das ist eine sehr gute Frage, an der schon lange geforscht wird. Warum
> sind die Naturkonstanten so wie sie sind?

Weil das Universum sonst so nicht existieren würde. Und somit auch die 
Menschen nicht, die sich diese Frage stellen. ;-)

von Karl Knall (Gast)


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Dussel schrieb:

>> Woher weiß das Licht eigentlich wie schnell es fliegen soll?
> Das ist eine sehr gute Frage, an der schon lange geforscht wird. Warum
> sind die Naturkonstanten so wie sie sind? Und haben sie unter allen
> Umständen den gleichen Wert?

Der Fachbegriff für das Palaver darum dafür lautet:
https://de.wikipedia.org/wiki/Feinabstimmung_der_Naturkonstanten

> Weil das Universum sonst so nicht existieren würde. Und somit auch die
> Menschen nicht, die sich diese Frage stellen. ;-)

Eben, deshalb ist es sinnlos darüber nachzudenken, im selben Maße 
sinnlos wie das Nachdenken über den Klang beim Klatschen mit einer Hand.

von Dussel (Gast)


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Jaja, das anthropische Prinzip.
Aber das Universum könnte wahrscheinlich  auch funktionieren, wenn die 
Gravitationskonstante ein bisschen anders wäre. Dann wären die 
Planetenbahnen vielleicht etwas anders, es gäbe eine andere Anzahl an 
Sternen und schwarzen Löchern, aber grundsätzlich glaube ich, dass es 
noch funktionieren würde.
Das gleiche wahrscheinlich mit der Lichtgeschwindigkeit.
Es wäre anders, aber könnte noch existieren denke ich.

von Walter T. (nicolas)


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Warum kommen pro Beitrag zum Thema "Demoversuch zur 
Lichtgeschwindigkeitsmessung" immer mindestens drei Beiträge mit 
pseudowissenschaftlichem Geschwurbel, die nichts zum Thema beitragen?

Das Thema ist gut 150 Jahre alt! Da bedarf es keiner Diskussion über das 
"ob".

Btw.: Welchen Drehzahlregler hat der alte Foucault eigentlich zur 
Verfügung gehabt? Ich habe auf Anhieb nichts gefunden.

: Bearbeitet durch User
von Karl Knall (Gast)


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Walter T. schrieb:
> Btw.: Welchen Drehzahlregler hat der alte Foucault eigentlich zur
> Verfügung gehabt? Ich habe auf Anhieb nichts gefunden.

Du stehst drauf ;-) - die erde, die ja bekanntlich konstant dreht.
Bis in München die Quarzuhr erfunden wurde und nachweis das doch nicht 
jeder tag gleich ist ... 
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/die-erste-tragbare-quarzuhr-wog-36-kg-a-531183/

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