Der relativistische Elektriker

[Tachyon]

.
Also ich komme für die Strecke in Fahrtrichtung für die 1,25m mit 0,97c (29,08cm/ns) auf 4,3ns und für die 1,5m nach unten mit 0,66c (19,79cm/ns) auf 7,58ns und somit auf insgesamt 11,88ns. Da war ich über den Daumen mit 12,5ns schon recht gut.

Vorsichtig! Der Impuls muss in diesem Bezugssystem mehr als 1,25m zurücklegen, da ihm ja der Stromabnehmer wegläuft (alles ist im Fluss ). Man muss also mit der Differenzgeschwindigkeit arbeiten. Das sind 97%c-87%c, bleiben also nur 10%c. Das sind 3cm/ns, die der Impuls auf der Strecke zur Vereinigung gegenüber der Bewegung des Stromabnehmers aufholt. Dann braucht der Impuls tatsächlich 42ns um die Verbindung nach unten zu erreichen. In der Zeit schafft der Zug locker 10 Meter.

Ich sage ja: Standbilder können leicht verwirren.

Selbst wenn der Puls Lichtschnell ist, läuft er nur mit c den 87%c hinterher und braucht für die Hälfte der

[nocheinPoet]

Vorsichtig! Der Impuls muss in diesem Bezugssystem mehr als 1,25m zurücklegen, da ihm ja der Stromabnehmer wegläuft (alles ist im Fluss ). Man muss also mit der Differenzgeschwindigkeit arbeiten. Das sind 97%c-87%c, bleiben also nur 10%c.

Das ist mir vorhin dann auch noch eingefallen. Aber interessant das zu rechnen, denn erstmal muss man ja den relativistischen Additionsterm nehmen.

Das sind 3cm/ns, die der Impuls auf der Strecke zur Vereinigung gegenüber der Bewegung des Stromabnehmers aufholt. Dann braucht der Impuls tatsächlich 42ns um die Verbindung nach unten zu erreichen. In der Zeit schafft der Zug locker 10 Meter.

Hm, das mit den 10%c gilt doch aber nur bis der Impuls den Abzweig triff, von da an nach unten sollte es doch mit 66%c weiter gehen. Oder auch nicht, da haben wir dann einen Vektor der schräg liegt. Na Du bist ja Profi, kannst ja dann man Deine Rechung zeigen. Wie gesagt, hier geht auch LATEX wie im AC.

Davon abgesehen, wie stehst Du zu der Aussage, das die Lücke so oder so die Lampe erreichen wird, und die dann kurz ausgeht? Und das die Lücke dann auch zwangsläufig im Zugsystem gegeben sein muss. Wir müssen doch die Ladungsverteilung im Leiter für beide Systeme gleich bekommen, also hin und her transformieren können. Es kann doch nicht sein, das wir im einen System eine Lücke haben, und im anderen System eine konstante Ladungsverteilung.

Selbst wenn der Puls Lichtschnell ist, läuft er nur mit c den 87%c hinterher und braucht für die Hälfte der

Fehlt da nicht noch was am Satz?

Lieben Gruß

Manuel

[Tachyon]

Hi Manuel,

Fehlt da nicht noch was am Satz?

Ja, sorry, war schon spät

Ich werde das später nochmal aufnehmen. Die Strecke nach unten kannst du bei der Betrachtung ignorieren. Es kommt nur darauf an, ob der Elektronennachschub oben an der Verbindung irgendwann abreißt oder nicht. Wenn dort an der T-Verbindung keine Lücke entsteht, dann wandert auch keine Lücke nach unten.

Wir wissen nun, dass der waagerechte Teil des Stromabnehmers so lange mit Ladungen gefüllt bleibt, wie der linke Rand noch Kontakt zur Oberleitung hat. Der Strom kann ja immer etwas schneller sein als der Zug und hält also auch das äußerste rechte Ende gefüllt. Im Moment des Kontaktabbruches beginnen nun am linken Rand die Ladungen abzuwandern. Die am rechten Rand merken noch nichts davon, die bekommen es erst frühstens nach einer Lichtlaufzeit vom linken zum rechten Rand mit. Die Strumrichtung muss sich hier erstmal umkehren. Die Frage ist nun, ob am rechten Ende eine Ladungsverarmung auftritt, bevor dieses Ende die Oberleitung wieder erreicht hat. Ich bin 100% sicher, dass das nicht der Fall ist. Und das ist mehr als eine Vermutung oder Hoffnung. Das begründet sich darauf, dass die beiden Ereignisse a) verlassen des Stromabnehmers am linken Rand und b) Erreichen des Stromabnehmers rechts raumartig getrennte Ereignisse sind. Ereignisse also, die miteinander nicht in kausalem zusammenhang stehen. Das bedeutet, dass der Ladungszustand am Ereignis b) nicht vom Ereignis a) beeinflusst sein kann.

Gruß,
Joachim

[nocheinPoet]

.
Moin Joachim,

Wir wissen nun, dass der waagerechte Teil des Stromabnehmers so lange mit Ladungen gefüllt bleibt, wie der linke Rand noch Kontakt zur Oberleitung hat. Der Strom kann ja immer etwas schneller sein als der Zug und hält also auch das äußerste rechte Ende gefüllt. Im Moment des Kontaktabbruches beginnen nun am linken Rand die Ladungen abzuwandern.

da gehe ich so mit.

Die am rechten Rand merken noch nichts davon, die bekommen es erst frühestens nach einer Lichtlaufzeit vom linken zum rechten Rand mit. Die Stromrichtung muss sich hier erstmal umkehren.

Verdammt! Dass habe ich übersehen, und weg war mein Läufer , da hätte ich selber drauf kommen müssen. Ja dass ist richtig, 100 Punkte. War es Dir gleich von Anfang klar? Wie konnte ich es nur übersehen.

Die Frage ist nun, ob am rechten Ende eine Ladungsverarmung auftritt, bevor dieses Ende die Oberleitung wieder erreicht hat.

Es reicht doch, wenn die Ladungsverarmung (tolles Wort,…) am Abzweig ankommt. Von da an ist eine „Luftblase im System“. Man kann sich das glaube ich wirklich gut mit Wasserleitungen vorstellen, wo die Fließgeschwindigkeit dem wirklichen Fluss der Elektronen gleich kommt, und keine Rolle spielt.

Ich bin 100% sicher, dass das nicht der Fall ist. Und das ist mehr als eine Vermutung oder Hoffnung.

100% haben schon öfter Menschen gesagt, und dann gab es eine Katastrophe, und die Hoffnung stirbt bekanntlich zuletzt. Aber ich finde das toll, und das Ganze sehr interessant.

Das begründet sich darauf, dass die beiden Ereignisse:

a) verlassen des Stromabnehmers am linken Rand und
b) Erreichen des Stromabnehmers rechts

raumartig getrennte Ereignisse sind. Ereignisse also, die miteinander nicht in kausalem Zusammenhang stehen. Das bedeutet, dass der Ladungszustand am Ereignis b nicht vom Ereignis a beeinflusst sein kann.

Er nun wieder, und ich habe noch nicht mal das Koffein meines ersten Kaffee vollständig in der Blutbahn… Gut, gehe ich auch erstmal so mit, behalte mir aber hier das Recht zu intervenieren offen.


So, ich halte erstmal ein paar Dinge fest, die Ladungsverarmung wandert von link nach recht mit ca. 0,1c (3cm/ns). Bis die Ladungsblase nun den Abzweig vollständig passiert hat vergehen recht genau 45ns. Mit seinen 25,97cm/ns ist der Zug dann also 11,67m weit und damit bleibt die Lampe an. Sehr schön, gefällt mir.

Aber Du kennst mich ja, und so schnell gebe ich mich da nicht geschlagen, schaue er doch mal das hier:


Abb.5 (1px = 5cm)

Der Stromabnehmer ist nun nur noch 25cm breit, der Verbraucher sitzt nun direkt am Anfang. Nach 15,79ns ist der Zug 4,1m gefahren. In der Zeit schafft die Ladungsblase 47,36cm (mittlere Abbildung).

Bis zum Kontakt fehlen noch genau 1,6m, und dafür braucht der Zug noch weitere 6,16ns. In der Zeit schafft es die Ladungsblase weitere 18,48cm, also insgesamt 65,84cm (untere Abbildung).

Die Leitung nach unten hat einen Querschnitt von 20cm. Ich will Dich nun auch nicht ärger, ich will wissen, ob Du da mit Deinen 100% eine Tatsache beschreibst, ob es prinzipiell nicht möglich ist, eine Ladungsblase ins System zu bekommen, oder ob es nur Zufall war, weil ich die Längen und den Aufbau einfach so gewählt habe, das es in der Konstruktion von mir nur einfach keine gab. Wenn Du recht hast, kann ich da konstruieren was ich will, es muss ausgeschlossen sein, das eine solche Ladungsblase auftreten kann. Offenbar ist das aber nicht der Fall. Wie auch immer, da stand Dein Läufer dann doch wohl nicht so günstig auf einem Zentralfeld, und mein Pferd hat den darum mal eben entfernt. Hast Du schon Pläne für Deinen Turm, oder traut der sich nicht ins Spiel?

P.S.: Und die Frage nach der Ladungsblase an sich in Beiden Systemen ist weiter offen, wenn es diese im Schienensystem gibt, müsste es sie nicht auch im Zugsystem geben? Physikalisch müssen doch beide Systeme am Ende das Gleiche beschreiben. Die Blase ist da physikalische Realität, das ist ja kein Schatten, und es kann doch nicht sein, dass diese im Schienensystem real existiert, und im Zugsystem nicht.


Lieben Gruß

Manuel

[nocheinPoet]

.
So ich habe noch mal ein wenig gegrübelt. Ich glaube wir machen da falsche Annahmen, man sollte die Ladungsverteilung mehr wie ein Druck sehen, also als ob wir ein Gas in der Leitung haben, und der Druck abnimmt. Eventuell ist das ein realistischerer Ansatz.

[Tachyon]

Hallo Manuel,

nein, der Druck führt uns auf eine falsche fährte, weil man es gewohnt ist, dass der Druck überall zugleich ab- oder zunimmt. Wasser ist schon ein gutes Analogon zum elektrischen Strom. Stell dir den waagerechten Stromabnehmer einfach wie eine Dachrinne vor. Die Oberleitung ist dann eine Art Wasserfall mit einer Lücke. Die vertikale Leitung ist ein mit Wasser gefülltes Fallrohr. In deinem letzen Bild gibt es nun keinen Grund, warum sich ausgerechnet in der linken Ecke eine Blase bilden sollte. Zunächst wird erstmal Wasser von links nachfließen. Es bildet sich eine Welle, die nach rechts fortschreitet und immer mehr Wasser wegnimmt. Erst wenn die Welle am rechten Rand angekommen ist, nimmt der Wasserstand in der ganzen Rinne ab, aber wenn bis dahin wieder der Wasserfall erreicht ist, fließt Wasser nach und es wird nie eine Blase im Fallrohr geben.

Natürlich darf das Fallrohr nicht zu gierig sein. Wenn das Wasser da schneller abfließt, als es durch die Regenrinne nachfließen kann, dann gibt es natürlich schon eine Versorgungslücke. Aber dann gibt es die auch im nicht Längenkonrahierten Fall, denn dann braucht man den Wasserfall immer genau über dem Fallrohr.

Gruß,
Tachyon

[nocheinPoet]

Nein, der Druck führt uns auf eine falsche Fährte, weil man es gewohnt ist, dass der Druck überall zugleich ab- oder zunimmt. Wasser ist schon ein gutes Analogon zum elektrischen Strom.

Bin da am Überlegen, Wasser fand ich ja auch gut, aber Spannung nimmt eben ab, dachte da wäre Druck die Analogie zu. Das mit dem Wasser kenne ich eh noch aus der Schule.

Stell dir den waagerechten Stromabnehmer einfach wie eine Dachrinne vor. Die Oberleitung ist dann eine Art Wasserfall mit einer Lücke. Die vertikale Leitung ist ein mit Wasser gefülltes Fallrohr. In deinem letzen Bild gibt es nun keinen Grund, warum sich ausgerechnet in der linken Ecke eine Blase bilden sollte. Zunächst wird erstmal Wasser von links nach fließen.

Auch das habe ich schon überlegt, dennoch fließt es ab, und von links kommt nun nichts mehr nach. Ich denke schon, dass sich links dann schnell ein „Blase“ bilden wird. Und wenn wir das Wasserbild nehmen, dann könnte man das Fallrohr sehr viel dicker machen, den Verbraucher mächtiger, um schnell das Wasser aus dem Rohr zu bekommen.

Es bildet sich eine Welle, die nach rechts fortschreitet und immer mehr Wasser wegnimmt. Erst wenn die Welle am rechten Rand angekommen ist, nimmt der Wasserstand in der ganzen Rinne ab, aber wenn bis dahin wieder der Wasserfall erreicht ist, fließt Wasser nach und es wird nie eine Blase im Fallrohr geben.

Natürlich darf das Fallrohr nicht zu gierig sein. Wenn das Wasser da schneller abfließt, als es durch die Regenrinne nach fließen kann, dann gibt es natürlich schon eine Versorgungslücke. Aber dann gibt es die auch im nicht Längenkontrahierten Fall, denn dann braucht man den Wasserfall immer genau über dem Fallrohr.

Ich weiß da leider zu wenig, wie sich nun Ladungen so in einem Leiter verhalten, macht es mir nicht leicht, Dir da zu widersprechen. Ich bin mir da aber noch nicht ganz sicher, dass man es prinzipiell ausschließen kann, dass es eine Lücke gibt. Oder das wenn es eine gibt, die auch zwingend im anderen System auftauchen wird.

Und dazu kommt immer noch der offene Punkt, dass ich im Zugsystem doch eine gleichbleibende Ladungsverteilung beobachten müsste. Also so ganz rund und geklärt sehe ich das noch nicht. Aber ich denke mal die Richtung stimmt schon


Lieben Gruß

Manuel


Nachtrag:

Nein, der Druck führt uns auf eine falsche Fährte, weil man es gewohnt ist, dass der Druck überall zugleich ab- oder zunimmt.

Wenn ich ein Rohr bis zum Mond habe (das Rohr ist vorne zu), kann der Druck da auf dem Mond auch nicht „zugleich“ abnehmen, wenn ich auf der Erde den Hahn zudrehe. Dann läuft das Wasser eben raus, der Druck auf dem Mond muss aber auch warten, bis die „Information“ durch das Rohr ist.

[Tachyon]

Und dazu kommt immer noch der offene Punkt, dass ich im Zugsystem doch eine gleichbleibende Ladungsverteilung beobachten müsste.

Nein, auch im Zugsystem sind ja die Widerstände unterschiedlich. Weil unterschiedlich lange Zuleitungen von der Oberleitung zur Lampe vorkommen, ändert sich bei konstantem spezifischen Widerstand des Drahtes der Spannungsabfall am Draht. Das entspricht einer Druckabnahme aber bedeutet nicht zwingend, dass die Lampe ausgeht oder ach nur dunkler wird. Man sollte schon davon ausgehen, dass die Lampe relativ zum Draht einen großen Innenwiderstand hat, dass also die Zuleitung überdimensioniert ist und die Lampe zur bei völligem Zusammenbruch der Spannung ausgeht.

Es ist schon nicht einfach, wenn man ein völlig realistisches Beispiel betrachte möchte. Der Universelle Weg ist, dass man die Vorgänge in einem Koordinatensystem festlegt und dann für jedes Ereignis ein Lorentztransformation durchführt. Dabei muss man natürlich bedenken, dann man nicht für jeden Zeitschritt eine Transformation machen kann. Die einzelnen Zeitschritte sind ja unterschiedliche Schnitte durch die gesamte Raumzeit.

Du kannst ja spaßeshalber mal ein Beispiel nehmen, bei der auch im Zugsystem die Versorgungslücke auftritt, weil der Stromabnehmer da einen Tick kürzer ist als die Unterbrechung in der Oberleitung. Dann kannst du transformieren und sehen, was mit der Lücke im Leitungssystem passiert. Die Lampe sollte dann um die Zeitdilatation länger leuchten.

Gruß,
Tachyon