Brachistochrone - Wider den gesunden Menschenverstand?

Beobachtungen und Blindstudien, Expeditionen, Experimente, Messungen und Prognosen, Peer-Review, Simulationen, Tierversuche und das Suchen nach Lösungen zu wissenschaftlichen Problemstellungen

Moderator: nocheinPoet

Brachistochrone - Wider den gesunden Menschenverstand?

Beitragvon nocheinPoet » Samstag 1. Februar 2014, 11:21


Hab den Titel geändert und den Beitrag überarbeitet und gebe noch einen Link vor:

http://de.wikipedia.org/wiki/Brachistochrone

Bild
(Quelle: http://www.hcrs.at)

Das Bild zeigt zwei Bahnen, die Kugel auf der Bahn mit der Senke kommt vor der anderen am Ende an. Ist das logisch und vom Verstand zu erwarten? Wenn man eine repräsentative Gruppe von 1.000 Leuten fragt, bin ich nicht sicher das die Mehrheit spontan die richtige Antwort nennt. Die Erklärung ist dann noch eine ganz andere Sache. „Normal“ könnte man doch meinen, damit die eine Kugel vor der Anderen im Ziel ankommt, braucht sie mehr Energie.

Das die Physiker hier das locker lösen ist klar, geht auch mehr um die Suchenden. Gesucht ist also eine schöne klare Erklärung, so etwas Einleuchtendes.


Schönes Wochenende

Manuel (neP)
- So hoch der Geist, der uns erhebt, Es wankt der Grund, auf dem er steht.
AllTopic, CrankWatch, CrankWatch - Blog, EsoWatch - psiram.com
Benutzeravatar
nocheinPoet
Administrator
 
Beiträge: 6496
Registriert: Samstag 3. Juli 2010, 11:18

Re: Brachistochrone - Wider den gesunden Menschenverstand?

Beitragvon Artie » Sonntag 2. Februar 2014, 02:24

Ich habe so eine Baristchrone auf einer Miniphysik Ausstellung gesehen und spontan die falsche Antwort gegeben.
Wieso kommt die Kugel auf der gekrümmten Bahn früher an?

1. Strecke 1. beide Kugeln beschleunigen gleich schnell
2. Kurve erste hälfte. diese Kugel wir stärker beschleunigt und hat am tiefsten Punkt die höchste Geschwindigkeit.
3. Kurve zweite hälfte. Die Kugel wird abgebremst bzw. die Beschleunigung wird umgekehrt, bis beide Bahnen wieder auf der selben Höhe sind. Auf der gleichen Höhe angekommen sind Beschleunigung und Geschwindigkeit wieder gleich, aber die Kugel auf der gekrümmten Bahn hat einen Vorsprung. Diese Kugel erfuhr positive und negative Beschleunigung, war aber nie langsamer als die Kugel auf der geraden Bahn.


Wenn ich mir das auf Zunge zergehen lasse, ist das, wenn auch weit hergeholt, der Schlüssel für mich, der mir das Zwillingsparadoxon verständlicher macht und auch verdeutlicht, was bei Sllngshot Manövern passiert.

Danke das war interessant nochmal darüber nachzudenken!
Chief: „Die Beschleunigung bleibt vorhanden obwohl die Summe alle Kräfte gleich Null ist. F_magnetanziehung+F_trägheit=0.
F1=-F2=> F1+F2 = 0.“

Highway: „Aus F1=-F2 folgt F1+F2 <> 0 du Amateur.“

Chief: „Du lügst schon wieder Du Arsch!“
Benutzeravatar
Artie
 
Beiträge: 997
Registriert: Sonntag 22. August 2010, 14:37

Re: Brachistochrone - Wider den gesunden Menschenverstand?

Beitragvon fallili » Sonntag 2. Februar 2014, 03:00

Ja, wie so oft gibt man einen schnelle und leider meist falsche Antwort.
Ich hätte auch auf den ersten Blick die falsche Antwort gegeben.

Wenn man sich aber dann statt der kurzen gebogenen Bahn eine längere u oder v-förmige Bahn vorstellt (also der Bogen über die ganze Strecke Bogen eben als extrem ausgeführt) kommt man schon drauf, dass die auf gerader Strecke befindliche Kugel langsamer sein muss.
Die Kugel auf der Bogenbahn wird ja wesentlich stärker beschleunigt und müsste - wen ich das nun richtig sehe - eigentlich auch stets schneller sein als die Kugel auf der geraden Bahn.
Die Beschleunigung auf der geraden Bahn hängt ja nur von der Differenz der Anfangs- und Endhöhe ab und die ist für beide Bahnen identisch - also kommt zu dieser durch die unterschiedliche Höhe hervorgerufene Beschleunigung bei der gebogenen Bahn noch zusätzliche Beschleunigung dazu.

Interessant wäre die Frage wo die Maximaltiefe der Bahn liegt, bei der die längere Strecke diesen Beschleunigungsvorteil wieder aufhebt?

Ist sicher berechenbar - so als Bogenbahn wahrscheinlich schwerer - mit v förmiger Bahn (gerade runter und gerade wieder rauf) könnte es vielleicht sogar für mich noch schaffbar sein. Kann aber auch sein, das ich das Problem mathematisch unterschätze (zumindest für meine noch verbliebenen Fähigkeiten bei Differenzialgleichungen).
Benutzeravatar
fallili
 
Beiträge: 298
Registriert: Freitag 17. Januar 2014, 20:06

Re: Brachistochrone - Wider den gesunden Menschenverstand?

Beitragvon nocheinPoet » Sonntag 2. Februar 2014, 10:05


Moin Artie und fallili,

ja, ich muss gestehen, ich habe damals auch nicht gleich die richtige Antwort so spontan gewusst. Der Weg mit der Senke ist dazu auch noch der längere Weg. Das Experiment fiel mir ein, als ich Jocelynes Glaubensbekenntnis zur Physik und der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wasserwellen gelesen habe. Dein Vorschlag „Wikipedia als Wissensquelle“ fallili war sicher sehr vernünftig, aber welcher gute Crank (ich nutze den Begriff, wie im deutschen Sprachraum in der Forenwelt üblich im Sinne „Sonderling“ und nicht „kranker Spinner“ wobei das Eine das Andere ja nicht ausschließen muss) schaut bei Wikipedia nach?

So ist das mit dem gesunden Menschenverstand, ich finde das „gesund“ auch recht anspruchsvoll, mit ein nur ein wenig Verstand sollte man bei den Cranks schon zufrieden sein, aber viel mehr ist kaum zu erwarten. Ist nun kein Angriff, sondern eine Tatsache, bester Beleg ist das MAHAG. Unvergessen wie Lübecker Harald Maurer zur SI-Sekunde das Fell über die Ohren gezogen hat. Ist eben genau der Punkt, da gibt es keinen Unterschied zwischen Ernst, Kurt, Harald oder Highway richtig mies werden die Jungs immer dann, wenn ihnen ihr Unfug gemütlich aufgetischt wird. Irgendwie erinnert mich das MAHAG an das Dschungelcamp. Lauter gescheiterte C-Cranks, entblößen soziale Verhaltensdefizite und prügeln zur Not auch aus Mangel an Gegnern auch gegenseitig aufeinander ein.

Was mich nun wieder wundert, Ernst rudert kein Stück zurück, das mit den Wasserwellen wird nichts mehr, die sind nun mal doch ein wenig von der Höhe abhängig. Aber da sei drauf gehäufelt, wenn juckt denn das nun noch? Nehme man Schallwellen als Beispiel und die gute Jocelyne Lopez wird an ihre persönliche physikalische Wissensgrenze geführt, heißt, sie braucht sich kein Stück bewegen. Nach der Glaubensphysik von Jocelyne müsste der Knall einer lauten Explosion sich ja schneller ausbreiten, als ein leises Flüstern. Man was wäre das für ein einfaches Beispiel, bei den Wasserwellen einlenken, war eben nicht ganz richtig (Oberflächenwellen, Materialtransport, ...) gibt da unterschiedliche Geschwindigkeiten und eine Tsunami Welle unterscheidet sich auch noch von anderen. Bei Schallwellen ist es einfacher, dass sich die Luft selber nicht mit Schallgeschwindigkeit von der Quelle zum Empfänger bewegt ist (hoffentlich) klar, also bewegt sich da was anderes. Wie auch immer die Jungs da nun zaubern, Jocelyne wird die Physik nicht durch ihren Glauben ändern können, die Energie ist somit nicht für die Geschwindigkeit einer Welle in einem Medium bestimmend. Ein Flüstern ist so schnell wie ein Explosionsknall, da kann sich noch so mit dem „gesunden Menschenverstand“ oder was fälschlicherweise dafür gehalten wird, argumentiert werden. Es gibt wie hier bei dem Experiment eben Dinge die wir so mit dem Verstand nicht erwarten würden, wo es dann doch schon ein wenig mehr bedarf, um es zu verstehen.

Klar gibt es dazu auch eine Rechnung, mit der die schnellste Bahn zu berechnen ist. Yukterez hat da sicher Formel und Grafiken zu, wenn er denn die Zeit dazu findet und nicht mehr mit dem Dorfdeppen streitet.

Zum Experiment, brauchen keine Gravitation, könnte auch ein Magnetfeld sein, welche die Kugeln nach unten zieht, oder das Labor wird konstant beschleunigt. Bei den Magneten fällt mir eine andere Sache ein, es ist unmöglich nur mit Magneten etwas schweben zu lassen, gibt es nicht einen Punkt an dem der Aufbau gestützt wird, fällt es zusammen. Ich weiß es ist so, und es wurde auch bewiesen, das Noether-Theorem belegt das und gut. Aber ich kann es mir nicht wirklich erklären, stelle mir Magnete wie gespannte Federn vor (mal abstoßend gemeint) die einfach alles voneinander weg drücken. Aber geht nicht. Dennoch sitzen viele in dunklen Kellern und versuchen nur mit Dauermagneten etwas frei schweben zu lassen.
- So hoch der Geist, der uns erhebt, Es wankt der Grund, auf dem er steht.
AllTopic, CrankWatch, CrankWatch - Blog, EsoWatch - psiram.com
Benutzeravatar
nocheinPoet
Administrator
 
Beiträge: 6496
Registriert: Samstag 3. Juli 2010, 11:18

Re: Brachistochrone - Wider den gesunden Menschenverstand?

Beitragvon fallili » Sonntag 2. Februar 2014, 10:50

Hi Manuel,
zum Thema "gesunder Menschenverstand wurde mal (ich glaube bei Joachim Fernau) recht pointiert, aber treffend (besonders für ein uns bekanntes Forum) ausgesagt:

"Der gesunde Menschenverstand wird immer dann ins Spiel gebracht wenn jemand ohne Wissen unbedingt mitquatschen will."


Zu den Magneten bin ich aber nun auch etwas überrascht. Wie war das dann eigentlich bei der Supraleitfähigkeit? Da wurden doch immer Bilder mit über Magneten schwebenden Materialstückchen gezeigt?
Da gings doch auch darum, zu zeigen, das schon kleinste Lageänderungen (also beim runtersinken) schon so starke Ströme und damit Magnetfelder im supraleitenden Material erzeugen, dass es eben schwebend bleibt. Und dieses schweben beruht ja dann nur auf Magnetfelder.

Nachtrag: So auf die Schnelle (und vielleicht auch mal wieder falsch) könnte es daran liegen, das die erzeigten Magnetfelder bei supraleitendem Material ja nicht statisch sind.
Weiß nicht ob ich das nun verständlich beschreiben kann - aber es ist ja für die Orientierung des Magnetfeldes um den schwebenden Gegenstand ein Riesenunterschied ob so ein supraleitendes Materialstück zu kippen beginnt oder ein "statischer" Magnet.
Benutzeravatar
fallili
 
Beiträge: 298
Registriert: Freitag 17. Januar 2014, 20:06

Re: Brachistochrone - Wider den gesunden Menschenverstand?

Beitragvon nocheinPoet » Sonntag 2. Februar 2014, 11:56


fallili hat geschrieben:
Zu den Magneten bin ich aber nun auch etwas überrascht. Wie war das dann eigentlich bei der Supraleitfähigkeit? Da wurden doch immer Bilder mit über Magneten schwebenden Materialstückchen gezeigt? Da ging’s doch auch darum, zu zeigen, das schon kleinste Lageänderungen (also beim runtersinken) schon so starke Ströme und damit Magnetfelder im supraleitenden Material erzeugen, dass es eben schwebend bleibt. Und dieses schweben beruht ja dann nur auf Magnetfelder.

Nachtrag: So auf die Schnelle (und vielleicht auch mal wieder falsch) könnte es daran liegen, das die erzeigten Magnetfelder bei supraleitendem Material ja nicht statisch sind.
Weiß nicht ob ich das nun verständlich beschreiben kann - aber es ist ja für die Orientierung des Magnetfeldes um den schwebenden Gegenstand ein Riesenunterschied ob so ein supraleitendes Materialstück zu kippen beginnt oder ein "statischer" Magnet.

Richtig, bei dem Schweben bei Supraleitung, wird ein Magnetfeld indiziert, es ist selber also nicht konstant wie das eines Dauermagneten. Aber das wissen die Physiker hier sicher viel besser. Was den „gesunden Menschenverstand“ aber angeht, bekomme ich es nicht klar, ich denke immer, einfach mal mit einer Kontaktstelle aufbauen, der schwebende Kugelschreiber ist da die Basis, aber statt den Stift eine Achse, aber auch die hat einen Berührungspunkt:

Bild
(Quelle: http://www.bis0uhr.de/projekte/magnet/7.JPG)

Wobei es bei Rotation des Körpers dann auch wirklich frei schwebend geht:

Bild
(Quelle: http://www.magnet-shop.net)

Und dann gibt es noch einen Weg ohne Rotation, also echtes freies Schweben:

Bild
(Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Diamagnetismus)

Und das ist interessant, mit Wismut einem Diamagnet, ein solcher stößt jeden Magneten immer ab, so wie Eisen jeden immer anzieht, der Pol ist dabei egal. Leider gibt es bei weiten nicht solche starken Diamagnete wie es Magnete gibt. Dennoch schwebt es dann damit nun frei. Es bedarf nur einer ganz kleinen abstoßenden Kraft und schon geht es, nur eben mit Magneten alleine nicht. Auch das Experiment ist gut um den Menschenverstand mal abzuklopfen.
- So hoch der Geist, der uns erhebt, Es wankt der Grund, auf dem er steht.
AllTopic, CrankWatch, CrankWatch - Blog, EsoWatch - psiram.com
Benutzeravatar
nocheinPoet
Administrator
 
Beiträge: 6496
Registriert: Samstag 3. Juli 2010, 11:18


Zurück zu Wissenschaft & Forschung

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 7 Gäste