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Ein Elektromotorrad und eine Straßenbahn beschleunigen jeweils auf das 0,8-fache der Lichtgeschwindigkeit und fahren dann über eine LKW-Waage. Die Waage zeigt

a) bei beiden Fahrzeugen eine höhere Masse an als in Ruhe;
b) nur bei der Straßenbahn eine höhere Masse an und beim Motorrad nicht;
c) nur beim Motorrad eine höhere Masae an und bei der Straßenbahn nicht;
d) bei beiden Fahrzeugen dieselbe Masse an wie in Ruhe.
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ich weiss nicht, was es hier als Spam zu markieren gibt...

Was ist denn hier die Frage?

welche Antwort die richtige ist...

Es scheint nicht allzuviele Physikinteressierte hier zu geben.

2 Antworten

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Salut,


meiner Meinung nach kann nur b) die richtige Antwort sein.

Einstein erklärt ja Masse als eine Form von Energie :).

Ein Körper, der rein hypothetisch auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden soll, erzielt den Anstieg seiner Masse nur durch die kontinuierliche Hinzufügung von Energie, und Energie hat Gewicht !

Das Elektromotorrad wird nun lediglich von einer besonderen Batterie angetrieben, hat also eine ganz bestimmte Menge Energie zur Verfügung, die es in kinetische Energie umwandelt. Da weitere Energie nicht zugeführt wird, bleibt die Energie als Ganzes konstant und somit auch die Masse des Motorrads.

Der Straßenbahn hingegen wird permanent neue Energie zur Beschleunigung zugeführt, beispielsweise durch ein Stromkraftwerk. Ergo wächst die Gesamtenergie stetig an, was wiederum bedeutet, dass die Masse der Straßenbahn mit zunehmender Geschwindigkeit in jedem Fall ansteigen muss.


Die Waage wird also nur bei der Straßenbahn eine höhere Masse anzeigen, einverstanden ?


Bonne journée

Avatar von 8,5 k
Und woher soll die Waage wissen, welchen Antrieb das gerade gewogene Fahrzeug hat?

döschwo /Gast

Der Wiegevorgang entbehrt nicht einer gewissen Komik, dennoch ist er ein probates Mittel zu demonstrieren, dass der Beobachter lediglich in seinem eigenen "Beobachter-System" mögliche Veränderungen der Masse konstatieren kann.

Sinn der Aufgabe ist es jedoch, die Einsteinsche Äquivalenz zwischen Masse und Energie in der Form von

E = m*c2

zu zeigen. Andere Parameter werden in diesem doch sehr abgehobenen Gedankenexperiment nicht zum Zuge kommen.

Somit ist meine Antwort völlig korrekt und der Aufgabenstellung entsprechend auch ausreichend begründet.

Die Fahrzeuge sollen offenbar trotz der hohen Geschwindigkeit nicht abgehoben sein, sondern so fest auf dem Boden bleiben, dass die Waage beim Darüberflitzen ihre Masse feststellen kann - welche, da bin ich mit Fan-Tutte einig, nicht höher ist wegen der hohen Geschwindigkeit, sondern wegen der höheren Energie, also beim Elektromotorrad (das eine gute Windschutzscheibe braucht) nicht höher sein kann als im Ruhezustand.

Exactement :).

0 Daumen

Hi,

das kommt ganz darauf an, ob du mit Masse die Ruhemasse m0 oder die sogenannte "relativistische Masse" mr meinst. Die Ruhemasse m0 ist in jedem Bezugssystem gleich. Für die  "relativistische Masse"  mr gilt:

mr=m0*γ(v) , wobei y(0.8c)=5/3. Also steigt die "relativistische Masse" bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit.

Avatar von

Ich meine offensichtlich die Masse die gewogen wird, wenn die beiden Fahrzeuge über die Waage rasen.

Das ist die "relativistische Masse".

Einverstanden mit dem Lorentzfaktor in deiner Antwort. Welche Antwort ist nun die richtige?

a) ist richtig

Leider nicht :)

dann bleibt ja bloß d)^^

Jetzt hast du doch gerade vorhin erklärt, wie das geht mit dem Lorentzfaktor?

Ah ok, ich habe mir die Aufgabe nochmal durchdacht:

Wenn das jeweilige Fahrzeug über die LKW-Waage fährt, dann befindet sich die Waage im Ruhesystem des Fahrzeugs und misst m0. Deshalb bleibt die gemessene Masse in beiden Fällen gleich. γ=1 in diesem Fall, weil die Relativgeschwindigkeit wie gesagt dann 0 ist.

Die Waage bewegt sich aber nicht, nur die Fahrzeuge.

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