Forum: Offtopic Frage zur Sekunde – etwas Theorie


von Frido H. (Gast)


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Hallo zusammen

Wenn ich eine auf der Erde eingestellte Pendeluhr auf den Jupiter 
mitnehme läuft die auf dem Jupiter für mich genau gleich schnell wie auf 
der Erde. Ich bin ja mit der Uhr auf dem Jupiter und habe keinen bezug 
zur Erde.
Von der Erde aus betrachtet (gemessen) läuft die Pendeluhr aber 
schneller weil die Uhr ja auf dem Jupiter ist und ich auf der Erde. (Der 
Jupiter hat eine stärkere Gravitation als die Erde).
Wie sieht es denn mit der gleichen Annahme bei einer Mechanischen Uhr 
mit Unruhe, und wie bei einer Cäsium-Atomuhr aus?
Hat die geänderte Gravitation auf die Unruhe-Uhr oder Atomuhr keine 
auswirkung?
Wenns geht antwortet doch ohne Mathe. Bin kein Mathematiker. Auch kein 
Troll.
Es interessiert mich einfach. Eventuell andere auch.
Warum ich frage? Aus der Sekunde wird der Meter, die Frequenz, die 
Lichtgeschwindikeit, und noch einen ganzen Ratenschwanz anderes 
definiert.

Grüsse  von  Frido   „Beim Jupiter“ :-)

von Andreas B. (bitverdreher)


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Frido H. schrieb:
> Wie sieht es denn mit der gleichen Annahme bei einer Mechanischen Uhr
> mit Unruhe, und wie bei einer Cäsium-Atomuhr aus?
Genauso. Es ändern sich ja nicht die Uhren, sondern die Zeit an sich.

von A. S. (Gast)


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Frido H. schrieb:
> Wenn ich eine auf der Erde eingestellte Pendeluhr auf den Jupiter
> mitnehme läuft die auf dem Jupiter für mich genau gleich schnell wie auf
> der Erde. Ich bin ja mit der Uhr auf dem Jupiter und habe keinen bezug
> zur Erde.

Nein. Die Uhr läuft dort langsamer, weil das g größer ist. Etwa eine 
halbe Sekunde jede Sekunde.

Die Zeit läuft auf dem Jupiter zwar auch langsamer, aber etwa eine halbe 
Sekunde pro Jahr.

Die beiden Effekte haben nichts miteinander zu tun und die Pendelformel 
auch nichts mit einer Atomuhr oder einer Unruh.

von Frido H. (Gast)


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A. S. schrieb:
> Nein. Die Uhr läuft dort langsamer, weil das g größer ist. Etwa eine
> halbe Sekunde jede Sekunde.

Danke für die Antwort.
Warum ich auf schneller tippe, hab da eine Simulation
https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-lab/latest/pendulum-lab_de.html

LG Frido

von Andreas B. (bitverdreher)


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Die Periodendauer einer Pendeluhr ist umgekehrt proportional der Wurzel 
aus g. Sie wird auf dem Jupiter also langsamer gehen.
Du solltest aber erst mal klären, ob es Dir jetzt um den mechanischen 
Effekt geht (der ist mir oben entgangen ;-) ) oder um die 
relativistische Zeit.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas B. schrieb:

> Du solltest aber erst mal klären, ob es Dir jetzt um den mechanischen
> Effekt geht (der ist mir oben entgangen ;-) ) oder um die
> relativistische Zeit.

Wenn es um die relativistische Zeit geht, da gibt es schon Probleme,
wenn man Cäsiumuhren in D (die stehen etwa 50m über NN) und in den
USA (die stehen etwa 1600m über NN) miteinander vergleichen will.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Dazu brauchst Du nicht in die USA. Der nächste Berg reicht schon.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Andreas B. schrieb:
> Dazu brauchst Du nicht in die USA. Der nächste Berg reicht schon.

Nur das es etwas komplizierter war die Uhr überhaupt erstmal auf den 
Berg zu bekommen:-)

https://www.welt.de/wissenschaft/article183030898/Relativitaetstheorie-Einstein-hatte-Recht-Schwerkraft-beeinflusst-Zeit.html

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas B. schrieb:

> Dazu brauchst Du nicht in die USA. Der nächste Berg reicht schon.

Da steht nicht unbedingt ne Atomuhr rum.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Irgend W. schrieb:
> Nur das es etwas komplizierter war die Uhr überhaupt erstmal auf den
> Berg zu bekommen:-)

33cm höher heben, reicht schon:
https://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-mehr/allgemeine-relativitaetstheorie-hurra-wir-hier-unten-leben-laenger-11051148.html

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Wie jede Uhr benötigen auch rein mechanische Uhren (Sanduhren, 
Wasseruhren u.ä. ausgeklammert) einen Mechanismus (Gangregler), welcher 
ein periodisches Signal liefert. Dieser Mechanismus kann ein Pendel, ein 
Torsionspendel, eine Unruh oder ein Kugelumlauf sein.
Bei einem Pendel hängt die Periodendauer von der Gravitationsfeldstärke 
(im Volksmund auch Erdbeschleunigung) ab. Da die Gravitationsfeldstärke 
näherungsweise durch die zwei beteiligten Massen, Pendelmasse und 
Planetenmasse bestimmt wird, ändert sich mit der Planetenmasse auch die 
Periodendauer. Bei einem Torsionspendel oder einer Unruh ist die 
Periodendauer unabhängig von der Gravitationsfeldstärke und wird nur 
durch die Federkonstante und das Massenträgheitsmoment bzw. die Masse 
bestimmt. Um diesen Effekt experimentell nachzuweisen, muß man nicht mal 
zum Jupiter fliegen. Es reicht mit einer Pendeluhr und einer Uhr mit 
Unruh einmal auf Meereshöhe zu messen und anschließend auf den Mont 
Everest zu steigen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Pendel geht bei hoeherer Schwerkraft scheller. Wir haben zwei 
Groessen :
g als  m/s^2 und L als m . Wenn ich also die Peiodendauer haben will 
muss ich die Einheiten so mischen dass sekunden rauskommt. Das ergibt 
dann

 Periodendauer = sqrt (L/g) = sqrt (m*s^2 / m) = sek. Also fuer g gegen 
null wird die Periodedauer unendlich.

von Ralf X. (ralf0815)


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Pandur S. schrieb:
> Das Pendel geht bei hoeherer Schwerkraft scheller. Wir haben zwei
> Groessen :
> g als  m/s^2 und L als m . Wenn ich also die Peiodendauer haben will
> muss ich die Einheiten so mischen dass sekunden rauskommt. Das ergibt
> dann
>
>  Periodendauer = sqrt (L/g) = sqrt (m*s^2 / m) = sek. Also fuer g gegen
> null wird die Periodedauer unendlich.

+1
Endlich mal einer, der das richtig sieht und das auch schreibt!
Verdammt lange hat es gebraucht, bis jemand den falschen 
Aussagen/Behauptungen von  A. S. (achs) 03.06.2021 23:13 und Andreas B. 
(bitverdreher) 03.06.2021 23:47 etwas entgegensetzt, auch ohne 
persönlich zu widersprechen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Ralf X. schrieb:
>>  Periodendauer = sqrt (L/g) = sqrt (m*s^2 / m) = sek. Also fuer g gegen
>> null wird die Periodedauer unendlich.
>
> Endlich mal einer, der das richtig sieht und das auch schreibt!

Stimmt. Warum hast Du das dann nicht schon korrigiert anstatt sich 
nachträglich drüber aufzuregen?

von Ralf X. (ralf0815)


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Andreas B. schrieb:
> Ralf X. schrieb:
>>>  Periodendauer = sqrt (L/g) = sqrt (m*s^2 / m) = sek. Also fuer g gegen
>>> null wird die Periodedauer unendlich.
>>
>> Endlich mal einer, der das richtig sieht und das auch schreibt!
>
> Stimmt. Warum hast Du das dann nicht schon korrigiert anstatt sich
> nachträglich drüber aufzuregen?

Sorry Andreas, aber hier habe ich mich gar nicht aufgeregt, erst recht 
nicht nachträglich.
Ich sah es aber gestern als geeignetes Experiment an, mal (nach den 
beiden falschen Antworten) zu sehen, wer ggf. wie oder ob reagiert.

Dass ich dafür noch mehr negative Likes bekomme, habe ich einkalkuliert. 
:-)

von Teo D. (teoderix)


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Andreas B. schrieb:
> Warum hast Du das dann nicht schon korrigiert anstatt sich
> nachträglich drüber aufzuregen?

Das Popcorn wurde schon kalt!

von Frido H. (Gast)


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Guten Morgen alle zusammen
Teo D. schrieb:
> Das Popcorn wurde schon kalt!
Hi  hi
Dem Popkorn wurde die Wärme entzogen...
Auch ein hochinteressantes Thema.

Also mal vielen Dank für die Antworten.
Die Pendeluhr und die Atomuhr regagieren, wenn auch
verschieden, auf geänderte Gravitation.
Somit muss man, wenn man die Sekunde (die Zeit)
definieren will, eine Gravitationsangabe machen.
Zum Beispiel die Erde und die Distanz (der Meter wird ja auch wieder
von der Sekunde definiert) vom Erdmittelpunkt angeben.
Aber da ist ja auch noch die Gravitation von Mond und
Sonne mit im Spiel. Will damit sagen, dass die Sekunde „wackelt“,
heist sie ist nicht Statisch.
Natürlich sehr wenig, aber es ist vorhanden. Damit „wackelt“ auch
alles andere, das an der Sekunde festgemacht ist.
Zum Beispiel auch die ca. 300’000km/sek der Elektromagnetischen Welle.
Sehe ich das so richtig?

Gruss von Frido

von Teo D. (teoderix)


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Frido H. schrieb:
> Somit muss man, wenn man die Sekunde (die Zeit)
> definieren will, eine Gravitationsangabe machen.

Eine Ortsangabe . Da is dann "All inklusive"! -> Gleichzeitigkeit == 
No Way!

von Harald W. (wilhelms)


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Frido H. schrieb:

> Somit muss man, wenn man die Sekunde (die Zeit)
> definieren will, eine Gravitationsangabe machen.
> Zum Beispiel die Erde und die Distanz (der Meter wird ja auch wieder
> von der Sekunde definiert) vom Erdmittelpunkt angeben.

Das reicht nicht. Die Gravitation ist auch abhängig vom spezifischen
Gewicht der Stoffe, die sich unterhalb des Messpunktes befinden.

> Aber da ist ja auch noch die Gravitation von Mond und
> Sonne mit im Spiel. Will damit sagen, dass die Sekunde „wackelt“,
> heist sie ist nicht Statisch.

Zur Berechnung der Weltzeit werden all bekannten Störeinflüsse
rausgerechnet. Die "Weltsekunde" ist innerhalb der angegebenen
Toleranzen konstant. Bei der Bestimmung der Länge einer Sekunde
bahnt sich übrigens ein Paradigmenwechsel an, nämlich die Um-
stellung von Cäsiumuhren auf optische Uhren. Diese bringen eine
Verbesserung der Genauigkeit um etwa den Faktor 100.

von Teo D. (teoderix)


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Harald W. schrieb:
> Die "Weltsekunde" ist innerhalb der angegebenen
> Toleranzen konstant

UTC vs UT und ein kleines 'Hämmerlein'. ;)
https://de.wikipedia.org/wiki/Koordinierte_Weltzeit

von Stephan S. (uxdx)


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Wie ist das denn mit den Atomuhren in den Satelliten, die nicht immer 
den gleichen Abstand zur Erde haben, z.B. den Voyager-sonden

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die kann man rechnen, das Problem dabei war ?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stephan S. schrieb:
> Wie ist das denn mit den Atomuhren in den Satelliten, die nicht immer
> den gleichen Abstand zur Erde haben, z.B. den Voyager-sonden

Ich wüßte jetzt nicht, daß die Voyager Sonden Atomuhren an Bord haben. 
Wozu auch? Die braucht man eigentlich nur bei GPS Satelliten. Und da 
müssen selbstverständlich alle relativistischen Effekte berücksichtigt 
werden.

von Teo D. (teoderix)


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Andreas B. schrieb:
> Und da
> müssen selbstverständlich alle relativistischen Effekte berücksichtigt
> werden.

Das wird rund um die Uhr überwacht und 'nachgestellt'.
https://www.gps.gov/systems/gps/control/

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