Einsteins Zug-Blitz

Hier wird die Relativitätstheorie Einsteins kritisiert oder verteidigt

Moderator: nocheinPoet

Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon fallili » Dienstag 29. April 2014, 18:12

So, ich glaub ich habe fertig - das ist also "lesebereit"

Es geht um das ganz "normale" Zug-Bahnsteig-Blitze Beispiel.
Ein Bahnhof mit 600 000 km (2 Lichtsekunden) Länge, ein dazu passender mit 0,5 c bewegter Zug und die vorne und hinten gleichzeitig einschlagenden Blitze.
Da mir die Zeichnerei auf die Nerven geht, hab ich nur das allernötigste getan - sollte aber eigentlich dennoch (mit etwas guten Willen) alles qualitativ erkennbar sein.

Das nun ist (war) der Stein des Anstoßes zwischen Lübecker und mir:

Nach seiner Meinung lautet die Angabe (sinngemäß - exakt weiß ich es nicht mehr): Bei einem durch den Bahnhof fahrenden Zug schlagen gleichzeitig vorne und hinten in Zug und Bahnsteig Blitze ein. Dies wurde auf diese Weise von ihm graphisch dargestellt.

Bild

Er beharrt auf einen Zug mit der Ruhelänge von 2,23 ls. Das ist insoferne nicht ganz unverständlich, weil er möchte, dass in dieser Grafik die Punkte A und A' sowie B und B' zusammenfallen - anders wäre es ja nach seiner Meinung nicht möglich, dass die Blitze in Zug und Bahnsteig gleichzeitig einschlagen.

ich halte dies für völligen Unsinn.
Die Linie A - B stellt den 2 ls langen Bahnhof dar - völlig einsichtig.
Aber die Linie A' - B' stellt keinen existierenden Zug dar !
Die Linie stellt gar nix dar, außer dass, wenn man den Punkt A/A' bei t = 0 (und auch t' = 0) annimmt für B ebenfalls t = 0 gilt aber für B' ein t' größer als 0 gilt (wenn ich mich nicht irre irgendwas um +0,5 Sekunden - rechnen will ich nicht).
Es gibt aber keinen gleichmäßig bewegten Zug bei dem am Zuganfang eine andere Zeit herrscht am Zugende !

Die Grafik ist unbrauchbar, weil es völlig egal ist, welche Ruhelänge man dem Zug gibt - es wird nie dazu kommen, dass Zuganfang/Bahnsteiganfang gleichzeitig und Zugende/Bahnsteigende ebenfalls gleichzeitig zusammentreffen.

Diese Linie A' - B' stellt gar nix "reales" dar - sie ist nur eine eingezeichnete Linie zwischen zwei verschiedenen Raum-Zeit- Punkten bei denen aus Sicht des Zuges weder räumlicher noch zeitlicher Wert übereinstimmen (aus Sicht des Bahnhofs ist es wenigstens eine "Gleichzeitigkeitslinie"). Mit dieser Art LInien kann ich das ganze Bild füllen bis nur mehr ein rot ausgefüllte Fläche übrigbleibt. Haben alle mit dem Eintsein'schen Beispiel aber auch absolut gar nix zu tun.

So wie es da oben dargestellt ist, ist es nichts anderes als die Abbildung eines 600 000 km langen Bahnhofes in dem momentan ein 600 000 km langer Zug steht!

Daher gibt es für dieses Zug-Blitz Beispiel meiner Meinung nach nur folgende erlaubten Darstellungen - ich nehm aus der Unzahl der Positionen die der fahrende Zug im Bahnhof haben kann, nur 2 heraus - 1) Zuganfang gleichzeitig vorne am Bahnsteiganfang und 2) Zugende gleichzeitig am hinteren Bahnsteigende.
AT-Zug2.gif
AT-Zug2.gif (8.03 KiB) 11009-mal betrachtet

Hier ist Zuganfang A' und Bahnsteiganfang A an einer Position. Hier könnte daher nun auch ein Blitz gleichzeitig in Bahnsteig und Zuganfang einschlagen.
Man sieht aber, dass das Zugende B' und das Bahnsteigende B nicht an einem Raum-Zeit-Punkt liegen. Daher kann dort nicht ebenfalls ein Blitz gleichzeitig in beides einschlagen, zwei Blitze könnten nur vom Bahnsteig aus betrachtet gleichzeitig in B in A und in A' einschlagen.
In Worten: Gleichzeitig in Bahnsteiganfang und Zuganfang ( na klar wenn der Zuganfang gerade dort ist) und in Bahnsteigende (vom Bahnsteigsystem aus gesehen).
In B' (Zugende) definitiv nicht!

Das Zugende B' liegt nicht bei B und kann auch in Zukunft niemals bei B "ankommen", weil es nur am Punkt X diese gleichzeitige Zusammentreffen von B und B' an einem Raumzeitpunkt schon längst (aus Sicht des Bahnhofs und auch aus Sicht des Zuges) gegeben hat.
Ich könnt da auch noch die Werte für x x' sowie t und t' angeben - bin aber zu faul zum rechnen. Und Nein - ganz doof bin ich nicht, wenn ich die Uhren so synchronisieren würde dass sie vorne beim Zusammentreffen identische Zeiten anzeigen, dann ist mir sehr wohl bewusst dass sie an an diesem Punkt x keine identischen Zeiten anzeigen.

Nächste Möglichkeit: Wir möchten dass Zugende und Bahnhofsende gleichzeitig zusammentreffen:
AT-Zug3.gif
AT-Zug3.gif (8.07 KiB) 11009-mal betrachtet


Hier ist Zugende B' und Bahnsteigende B an einer Position. Hier könnte daher nun auch ein Blitz gleichzeitig in Bahnsteig und Zugende einschlagen.
Wie oben sieht sieht man aber, dass das Zuganfang A' und das Bahnsteiganfang A nicht an einem Raum-Zeit-Punkt liegen. Daher kann dort nicht ebenfalls ein Blitz gleichzeitig in beides einschlagen, die vorderen und hinteren Blitze könnten nur vom Bahnsteig aus betrachtet diesmal gleichzeitig in A in B und in B' einschlagen.

Der Zuganfang A' liegt nicht bei A und daher wird erst in Zukunft am Punkt X der Zuganfang und das vordere Bahnhofsende zusammenkommen.


So - das war ungefähr der Stand bei dem es im M... aufgehört hat. Weder Lübecker noch ich waren von unserer Meinung abzubringen. Er fand das erste Bild völlig in Ordnung und aussagekräftig, ich fand es absolut unbrauchbar.

Eigentlich sehr ähnlich dem was zwischen Ernst und Harald derzeit abgeht - ich frag mich daher welche der beiden Personen ich nun vergleichsweise repräsentiere.
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AT-Zug1.gif
AT-Zug1.gif (6.98 KiB) 11009-mal betrachtet
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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon Herr Senf » Dienstag 29. April 2014, 23:37

Tschuldigung, ich mach mal einen auf Mahagle-Style :D
es wird nie dazu kommen, dass Zuganfang/Bahnsteiganfang gleichzeitig und Zugende/Bahnsteigende ebenfalls gleichzeitig zusammentreffen

Warum :mrgreen:
--------
Das hier steht jetzt hier nicht: Zusammentreffen von ZugA und BahnA ist ein Ereignis (das ist in sich gleichzeitig - das Wort ist dort zuviel)
Zusammentreffen von ZugE und BahnE ist auch ein Ereignis (das ist in sich auch gleichzeitig - das Wort ist wieder zuviel)
dafür muß anstelle des Wortes "ebenfalls" das Wort "gleichzeitig" stehen, dann ist das Zitat aber genau so unverständlich bzw. falsch
Lösung; Ob A und B gleichzeitig sind, hängt von der Länge und der Geschwindigkeit des Zuges ab - ist doch das "Garagenparadoxon"
ich will auch mal was dazu sagen
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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon fallili » Mittwoch 30. April 2014, 00:31

@Herrn Senf

ich fürchte, das ich mir da schwer tue es zu beschreiben - dieser Satz mit den vielen "Gleichzeitig" bezieht sich auf die Grafiken (Bild 2 oder Bild3 sind beide geeignet).

Natürlich stimmt die Antwort: "Zusammentreffen von ZugA und BahnA ist ein Ereignis (das ist in sich gleichzeitig - das Wort ist dort zuviel)
Zusammentreffen von ZugE und BahnE ist auch ein Ereignis".

Aber wo bleiben die Blitze?

Es geht ja nur, dass z.B. aus Sicht des Zuges ZugA von einem Blitz getroffen wird (Ereignis1) und ZugE gleichzeitig vom einem Blitz getroffen (Ereignis 2) wird.
In dem Fall wird aber aus der Sicht des Bahnsteiges Ereignis 1 und Ereignis 2 nicht gleichzeitig sein.

Erlaubt ist auch, dass z.B. aus Sicht des Bahnsteigs BahnA und BahnE gleichzeitig vom Blitz getroffen wird, diese zwei Ereignisse können gleichzeitig sein.
Diese beiden Ereignisse werden aber wiederum aus Sicht des Zuges nicht gleichzeitig sein.

Die SRT ist da völlig eindeutig und unmißverständlich: Zwei Ereignisse die in einem IS gleichzeitig sind können in einem dazu relativ bewegtem IS nicht auch gleichzeitig sein.
Ich meine - das wäre doch der Tod der SRT wenn nun plötzlich 2 Ereignisse in unterschiedlich bewegten IS doch wieder gleichzeitig sein dürfen.

Also ich sehe keine Möglichkeit wie BahnA und ZugE sowie BahnA und ZugE gleichzeitig von den zwei Blitzen getroffen werden können.

Das geht nur wenn das oberste Minkowski-Diagramm stimmt - und das zeigt meiner Meinung nach eindeutig einen am Bahnsteig stehenden Zug. Das dann die gleichzeitigen Blitzeinschläge in "Zug und Bahndamm" möglich sind ist selbstverständlich.

Ich hab dort ja etwas dicker die schwarze A - B Linie (für den ruhenden Bahnhof) und die rote A' - B' Linie gezeichnet.
Und da die rote Linie identisch mit der schwarzen ist, kann sie auch nur etwas identisches zeigen, also einen Zug der gleich lang wie der Bahnsteig ist und der sich im selben Bewegungszustand wie der Bahnhof befindet.

Sorry - aber davon komm ich nicht weg, was soll daran falsch sein?
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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon nocheinPoet » Mittwoch 30. April 2014, 07:49

Moin Fallili,

Erstmal freue ich mich auf eine Diskussion zum Thema, finde aber erst am Wochenende die Zeit hier richtig ins Detail zu gehen, sprich Deine Diagramme genauer anzugehen. Ich habe aber noch einen Vorschlag, ich würde gerne das Zugbeispiel komplett mit Newton durchrechnen, und zwar ganz sauber mit der GT, so dass wir dann die Sache mit der LT vergleichen können. Mir ist wichtig, dass wir den Weg der Transformation einmal sauber richtig gemeinsam beschritten haben, und dann auch darüber einig sind. Dazu hatte ich mal was vorbereitet:

Von Newton zur Speziellen Relativitätstheorie

Dazu mal das Bild:

Bild

Ansonsten ist hier jeder eingeladen mitzudiskutieren, mit der Bitte im Threadrahmen zu bleiben. Es geht hier also nicht um eigene Thesen und auch nicht um die Frage, was es alles nicht gibt.
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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon nocheinPoet » Mittwoch 30. April 2014, 07:59

Herr Senf hat geschrieben:
fallili hat geschrieben:
... es wird nie dazu kommen, dass Zuganfang/Bahnsteiganfang gleichzeitig und Zugende/Bahnsteigende ebenfalls gleichzeitig zusammentreffen...

Das hier steht jetzt hier nicht: Zusammentreffen von ZugA und BahnA ist ein Ereignis (das ist in sich gleichzeitig - das Wort ist dort zuviel) Zusammentreffen von ZugE und BahnE ist auch ein Ereignis (das ist in sich auch gleichzeitig - das Wort ist wieder zuviel) dafür muß anstelle des Wortes "ebenfalls" das Wort "gleichzeitig" stehen, dann ist das Zitat aber genau so unverständlich bzw. falsch Lösung; Ob A und B gleichzeitig sind, hängt von der Länge und der Geschwindigkeit des Zuges ab - ist doch das "Garagenparadoxon".

Nett das Du hier hereinschaust, ich denke aber, wir sollten den Begriff "Ereignis" zuvor mit Fallili abklären, damit sicher ist, wir verstehen den alle gleich und auch richtig.

Kurz noch zu der Aussage von Fallili, gegeben ist ein Zug mit Länge X, im Zug sind an den Enden Uhren die natürlich gleiche Zeiten zeigen. Du wirst mir doch zustimmen, dass in beide Zugenden je ein Blitz einschlagen kann und dieses auch gleichzeitig nach den Zuguhren. Der Blitz schlägt durch den Zug, und es spricht nichts dagegen, dass der Bahnsteig nun genau solang ist, wie der Zug. (Wir messen alles im Zugsystem, also auch die Länge das Bahnsteiges).

Lieben Gruß

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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon Tachyon » Mittwoch 30. April 2014, 09:42

Hi fallili,

Kurze Nachfrage: Ist dir bewusst, dass deine drei Zeichnungen drei völlig verschiedene Situationen beschreiben? Die erste ist eine, in der Ereignis A (Zugspitze erreicht Bahnhofspitze) und Ereignis B (Zugende erreicht Bahnsteigende) im Bahnhofssystem gleichzeitig sind. Damit das passieren kann, muss der Zug in seinem Ruhesystem um den Lorentzfaktor länger sein als der Bahnsteig in seinem. Ob hier die rote Linie sinvoll ist, können wir gleich besprechen.

Die beiden anderen Bilder zeigen Fälle, in denen Zug und Bahnsteig körperlich gleich lang sind. Da sind A und B in dem Koordinatensystem gleichzeitig, in dem Zug und Bahnsteig gleich schnell sind. (Es sei denn, der Zug ruht.)

Tach,
Yon

P.S. die Unterscheidung A A' und B B' führt nur zu verwirrungen. Beschränkt euch doch darauf, die Raum-Zeit-Punkte zu markieren, an denen tatsächlich etwas passiert:
A Zugspitze bei Bahnsteigspitze
B Zugende bei Bahnsteigende
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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon nocheinPoet » Mittwoch 30. April 2014, 10:08

fallili hat geschrieben:
Es geht ja nur, dass z.B. aus Sicht des Zuges Zug A von einem Blitz getroffen wird (Ereignis 1) und Zug E gleichzeitig vom einem Blitz getroffen (Ereignis 2) wird.
In dem Fall wird aber aus der Sicht des Bahnsteiges Ereignis 1 und Ereignis 2 nicht gleichzeitig sein.

Wenn der Zug gegenüber dem Bahnsteig bewegt ist, dann stimmt das soweit.


fallili hat geschrieben:
Erlaubt ist auch, dass z.B. aus Sicht des Bahnsteigs Bahn A und Bahn E gleichzeitig vom Blitz getroffen wird, diese zwei Ereignisse können gleichzeitig sein.
Diese beiden Ereignisse werden aber wiederum aus Sicht des Zuges nicht gleichzeitig sein.

Meine Zustimmung sei Dir gewiss. :D


fallili hat geschrieben:
Die SRT ist da völlig eindeutig und unmissverständlich: Zwei Ereignisse die in einem IS gleichzeitig sind können in einem dazu relativ bewegtem IS nicht auch gleichzeitig sein. Ich meine - das wäre doch der Tod der SRT wenn nun plötzlich 2 Ereignisse in unterschiedlich bewegten IS doch wieder gleichzeitig sein dürfen.

So schaut es aus.


fallili hat geschrieben:
Also ich sehe keine Möglichkeit wie Bahn A und Zug E sowie Bahn A und Zug E gleichzeitig von den zwei Blitzen getroffen werden können.

Ich glaube das Missverständnis erkannt zu haben, offenbar setzt Du Objekt mit dem Ruhesystem des Objektes gleich und differenzierst da nicht sauber.

Die Aussage, die Blitze schlagen in den Zugenden und am Bahnsteig gleichzeitig ein, heißt nicht, die Blitze schlagen im Bahnsteigsystem beobachtet gleichzeitig ein.

Es ist so, der Zug und auch der Bahnsteig und auch deren Enden können in beiden Systemen beschrieben werden!

Für den Schaffner im Zug gibt es auch in seinem Zugsystem real den Bahnsteig mit seinen Enden, er kann doch aus dem Zug schauen und die sehen. Für den Schaffner schlagen die Blitze gleichzeitig ein, und natürlich können sie durch die Zugenden ins Gleisbett bzw. in die Bahnsteigenden fahren. Und dann schlagen die Blitze für den Schaffner auch wirklich gleichzeitig in den Bahnsteig ein. Nur gilt das nur für den Schaffner und alle Beobachter die im Zugsystem ruhen. Der Beobachter am Bahnsteig sieht es anders, für ihn schlagen die Blitze nicht gleichzeitig ein, auch nicht in die Zugenden.

Bedenke bitte, es gibt zwei zueinander bewegte Systeme, aber in beiden Systemen können Zug und Bahnsteig genau beschrieben werden. Schlägt der Blitz gleichzeitig in den Bahnsteig ein, dann bedeutet das nicht zwingend, dass dieses „gleichzeitig“ im Bahnsteigsystem beobachtet wird, es kann auch aus dem Zug so beobachtet werden.


Lieben Gruß

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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon nocheinPoet » Mittwoch 30. April 2014, 10:16

Moin Tachyon,

ich gehe noch immer davon aus, dass die Definition eines Bezugssystems noch nicht ganz mit der in der Physik vorgegebenen harmoniert. Habe es eben noch mal versucht deutlich zu machen, eventuell bekommst Du es ja klarer hin. Wenn "gleichzeitig schlägt der Blitz in Bahndammenden und Zugenden ein", eben so verstanden wird, dass es im Bahndammsystem und auch im Zugsystem gleichzeitig sein soll, dann liegt hier das Missverständnis begraben. Lübecker meinte ganz sicher nicht beide Systeme, sondern in die Enden beide Körper oder Objekte, aber beschrieben nur aus dem Zugsystem. Beides ist aus dem Bahngleissystem beobachtet ungleichzeitig! Da wäre die Aussage dann, die beiden Blitze schlagen nicht gleichzeitig in Zug- und Bahsteigenden ein.

Bin mir recht sicher, dass das Problem alleine noch in dem Punkt besteht. Ich hoffe es.


Lieben Gruß

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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon nocheinPoet » Mittwoch 30. April 2014, 10:21

Moin Fallili,

ein Vorschlag, wir sind im Zug, Du vorne ich hinten, beide mit Uhren die gleich gehen, um 12:00 beobachten wir beide jeder einen Blitzeinschlag in unser Zugende. Der Blitz schlägt durch und hinterlasst an den Gleisschwellen deutliche Brandspuren.

Ganz sicher wirst Du so ein Szenario nicht für unmöglich halten, da hat weder die SRT noch Newton etwas dagegen. ;)

So und nun kommt der Hammer, der Zug ist weg, die Brandspuren gegeben. Nun bauen wir genau zwischen den beiden Einschlägen einen Bahnsteig. :D

Was wäre wohl, wenn wir die Stellen schon gekannt hätten (Mathematik...) und den Bahnsteig schon vorab gebaut hätten?

Na dann begrüble es Dir mal in Ruhe...
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Re: Einsteins Zug-Blitz

Beitragvon fallili » Mittwoch 30. April 2014, 11:21

Tachyon hat geschrieben:Hi fallili,

Kurze Nachfrage: Ist dir bewusst, dass deine drei Zeichnungen drei völlig verschiedene Situationen beschreiben? Die erste ist eine, in der Ereignis A (Zugspitze erreicht Bahnhofspitze) und Ereignis B (Zugende erreicht Bahnsteigende) im Bahnhofssystem gleichzeitig sind. Damit das passieren kann, muss der Zug in seinem Ruhesystem um den Lorentzfaktor länger sein als der Bahnsteig in seinem. Ob hier die rote Linie sinvoll ist, können wir gleich besprechen.

Die beiden anderen Bilder zeigen Fälle, in denen Zug und Bahnsteig körperlich gleich lang sind. Da sind A und B in dem Koordinatensystem gleichzeitig, in dem Zug und Bahnsteig gleich schnell sind. (Es sei denn, der Zug ruht.)

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P.S. die Unterscheidung A A' und B B' führt nur zu verwirrungen. Beschränkt euch doch darauf, die Raum-Zeit-Punkte zu markieren, an denen tatsächlich etwas passiert:
A Zugspitze bei Bahnsteigspitze
B Zugende bei Bahnsteigende



Hab geschaut ob ich da was vergessen habe, aber es steht (nicht unbedingt auffällig) doch in meinen ersten Beitrag.

Das erste Bild zeigt einen 2,23 ls (Ruhelänge) langen Zug der durch die LK (bei 0,5c) dann eben auf die Bahnsteiglänge von 2 ls "schrumpft".
So wollte es Lübecker haben, wie auch Du schreibst damit "Ereignis A (Zugspitze erreicht Bahnhofspitze) und Ereignis B (Zugende erreicht Bahnsteigende) im Bahnhofssystem gleichzeitig sind".

Und genau das ist der Knackpunkt - ich finde nicht, dass eine Verlängerung der Ruhelänge etwas hilft.
Für mich ist und bleibt das erste Bild eine Zug der im Bahnhof steht.
Das ist keine Darstellung eines 2,23 ls langen mit 0,5 c bewegten Zuges, das ist eine Darstellung eine 2ls langen und stehenden Zuges.

Das ist meine Meinung und es muss unbedingt zuerst geklärt werden ob diese stimmt!
Das hat nämlich Konsequenzen die ich dann lieber in mit einem anderen Beispiel zeichnerisch aufzeigen möchte.

Zur Klärung trägt auch bei was Du im letzten Satz gesagt hast:
" Die beiden anderen Bilder zeigen Fälle, in denen Zug und Bahnsteig körperlich gleich lang sind. Da sind A und B in dem Koordinatensystem gleichzeitig, in dem Zug und Bahnsteig gleich schnell sind. (Es sei denn, der Zug ruht.)"


Dass Zug und Bahnsteig gleich lang sind seh ich auch so, frag mich aber was das "Zug und Bahnsteig" gleich schnell.
Also entweder steh ich völlig auf der Seife - aber das sind doch die Diagramme eines ruhenden Bahnsteiges ( dicke schwarze Linie) und eines mit 0,5 c bewegten Zuges (dicke rote Linie).

Muss sagen, das ich mir kaum vorstellen kann das ich hier so falsch liege - solch eine Darstellung von Minkowski Diagrammen ist x mal im Netz zu sehen.
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