Aankondiging

Samenvouwen
Nog geen aankondiging momenteel

Snelheid met ruimteschip

Samenvouwen
Dit onderwerp is gesloten.
X
X
 
  • Filter
  • Tijd
  • Toon
Alles wissen
nieuwe berichten

    Snelheid met ruimteschip

    Beste forummers,
    Ik ben nieuw op dit forum, maar ik heb nu al een vraagje; stel dat ik in een ruimteschip ben die even snel gaat als het licht (299.792.458 m/s). Einstein zei toch dat als je je bijvoorbeeld in een trein bevind die met een constante snelheid van 80 km/u gaat en je je in die trein met bijvoorbeeld 5 km/u beweegt je 5 km/u gaat t.o.v. de trein, maar 85 km/u t.o.v. de grond? Als ik in 'n ruimteschip zit die zo snel gaat en in dat schip ga ik 10 km/u dan ga ik 10 km/u t.o.v. het ruimteschip, maar dan ga ik toch 299.802.458 m/s?
    Is dit een foute beredenatie? Ik zou het erg appreciŽren als jullie geen wiskundige vergelijkingen gebruiken. Ik ben dertien jaar oud en ik heb dat soort dingen nog niet geleerd.

    BVD.
    De drie wetten van Newton waren een doorbraak in de geschiedenis.

    #2
    Welkom op het forum!

    Interessante vraag van je, waar ik niet zo direct antwoord op kan geven.

    Theoretisch gezien zou je gelijk moeten hebben. Ik ga er nu even voor het gemak van uit dat de lichtsnelheid 300.000 km/s is.

    Maar je maakt de fout dat jij je in het ruimteschip bevind en jij, als je op een stoel zit, geen snelheid hebt. Als je opstaat en je zou naar de voorkant van het schip lopen met een snelheid van 10 km/s (er vanuitgaand dat dat mogelijk is) dan heb jij een snelheid van 10 km/s en niet van 300.010 km/s. Jij beweegt namelijk ten opzichte van het ruimteschip.

    De aarde draait bijvoorbeeld met een snelheid van 105.000 km/u. Als jij gaat hardlopen met een snelheid van 10 km per uur, dan is je snelheid ook niet 105.010 km per uur.

    Ik kan het moeilijk uitleggen, er is hier vast wel iemand die daar beter antwoord op kan geven dan ik dat kan.
    Vuja De': the strange feeling you get that nothing has happened before.
    http://www.everyoneweb.com/demelzaramakers/

    Commentaar


      #3
      Beste Demelza,
      Als ik met 10 km/s in het schip loop, dan ga ik toch 300.010 km/s t.o.v. de ruimte? Niet t.o.v. het schip.
      De drie wetten van Newton waren een doorbraak in de geschiedenis.

      Commentaar


        #4
        Origineel geplaatst door Demelza
        De aarde draait bijvoorbeeld met een snelheid van 105.000 km/u. Als jij gaat hardlopen met een snelheid van 10 km per uur, dan is je snelheid ook niet 105.010 km per uur.
        Ik had dit net nog toegevoegd aan mijn posts, maar je had al een reactie gegeven.
        Vuja De': the strange feeling you get that nothing has happened before.
        http://www.everyoneweb.com/demelzaramakers/

        Commentaar


          #5
          Hoi Isaac. Het antwoord op je vraag is dat je wel en niet gelijk hebt!
          Je hebt gelijk als je zegt dat materie niet harder kan dan de snelheid van het licht (dus 299.792,458 km/s). Je hebt ongelijk als je denkt dat jouw ruimteschip de snelheid van het licht kan evenaren. De electronen rond de kernen van de atomen zijn bij die snelheid al lang uit hun verband gerukt. Hoe wij dat weten? Wij kunnen atomen inclusief electronenwolk in experimenten niet onbeschadigd versnellen tot de lichtsnelheid. De electronenwolk is verantwoordelijk voor de chemische binding tussen atomen (zoals ijzermolekulen) dus jouw raket is al uit elkaar gevallen voor dat deze de lichtsnelheid heeft bereikt.

          Commentaar


            #6
            Ah, zo. Bedankt voor de antwoorden!
            De drie wetten van Newton waren een doorbraak in de geschiedenis.

            Commentaar


              #7
              Komt nog eens bij dat je massa tegen die tijd bijna oneindig is geworden, dus dat zijn nog eens G-krachten!
              This person attempts not to panic, with the aid of several towels.

              Commentaar


                #8
                Ja, en dat de tijd heel traag is gaan lopen want hoe hoger de snelheid hoe trager de tijd gaat. En je dus ipv vlugger trager gaat voor de rest van het heelal.
                Celestron C8 - Orion ED100 - Orion ED80 - Skywatcher ST80 - Tasco 17TR- Omegon Argus 16x70 - Helios Naturesport 10x50- Meade LDX75- AZEQ5

                Commentaar


                  #9
                  Okee, maar verander die vraag eens in een hypothetische vraag. Stel dat je ruimteschip het wel houdt en dat je niet in stukken gereten wordt etc. Hoe snel zou je dan gaan?
                  Vuja De': the strange feeling you get that nothing has happened before.
                  http://www.everyoneweb.com/demelzaramakers/

                  Commentaar


                    #10
                    Simpel, de persoon in het ruimteschip gaat met de lichtsnelheid dus voor hem/haar verandert er bij die snelheid niets: niet uitwendig en niet inwendig. Dus deze persoon kan niet opstaan om met een snelheid van 5 km/uur naar de punt van het ruimteschip te lopen. Deze persoon kan pas weer denken en bewegen als de snelheid van het ruimteschip onder de lichtsnelheid duikt.

                    Als de raket met de snelheid van het licht gaat, blijft alles in het ruimteschip onveranderd (maar uiteraard kan dit niet want hoe moet die raketmotor via verbranding = beweging dan die energie leveren?). En als er niets verandert bij onszelf en om ons heen dan is er niets wat ons het gevoel van verstreken tijd geeft. Populair gezegd: de tijd staat stil.

                    Commentaar


                      #11
                      Hm, er vliegen hier nogal een hoop verschillende antwoorden rond denk ik. Hier mijn versie van het antwoord:

                      1) Allereerst, zoals al gezegd, kan een voorwerp met rustmassa de lichtsnelheid niet bereiken. Dit zou oneindig veel energie kosten, en dat is een onmogelijkheid. Een voorwerp met rustmassa dat met de lichtsnelheid reist is volgens de gangbare theorie een fysische onmogelijkheid. Filosoferen over wat een waarnemer zou ervaren wanneer hij met de lichtsnelheid zou bewegen lijkt me pure speculatie, die niet gebaseerd is in de fysische werkelijkheid. Een waarnemer die de lichtsnelheid willekeurig dicht benadert (maar dus niet bereikt!), zal bij zichzelf geen vreemde effecten opmerken maar zal de rest van het universum waar hij zo hard doorheen vliegt in een voor hem willekeurig korte tijd kunnen doorkruisen, zal het universum zeer sterk vervormd waarnemen (af te leggen afstanden in zijn bewegingsrichting worden sterk verkort) en zal een willekeurig grote blauwverschuiving (voor zich) en roodverschuiving (achter zich) van de omgeving waarnemen. Noot: bij deze beschouwing worden 'space warps', waarbij de ruimte zelf expandeert en krimpt zodanig dat het voorwerp een andere positie inneemt, buiten beschouwing gelaten omdat in die situaties het voorwerp zelf niet versneld wordt.

                      2) Wanneer je in een trein zit die 80 km/u gaat en je staat op uit je stoel en loopt met 5 km/u naar voren in de trein ga je strikt genomen niet 85 km/u ten opzichte van de grond. In het dagelijks leven is die 85 km/u precies genoeg, maar eigenlijk kun je snelheden niet op die manier zomaar bij elkaar optellen. Vooral bij grotere snelheden, die in dezelfde orde van grootte liggen als de lichtsnelheid, wordt de fout die je op die manier maakt erg duidelijk. Als je bijvoorbeeld in een trein zou zitten die met de helft van de lichtsnelheid beweegt, en je loopt naar voren in die trein met weer de helft van de lichtsnelheid, dan ga je ten opzichte van de grond niet met de lichtsnelheid, maar slechts met 4/5e van de lichtsnelheid. De formules die hier aan te pas komen zal ik je besparen. Het komt er gewoon op neer dat de snelheden waarmee we in ons dagelijks leven te maken hebben zo klein zijn, dat de fout die we maken wanneer we snelheden zomaar bij elkaar optellen vreselijk klein is - te klein om je druk over te maken. Heel raar, dat je niet zo eenvoudig met snelheden kunt rekenen - maar het schijnt echt anders te werken dan een eenvoudige optelling.

                      Ik weet trouwens niet zeker hoe neutrale atomen tot lichtsnelheid-benaderende snelheden worden versneld, maar het feit dat ze uit elkaar zouden vallen lijkt me niet zozeer komen doordat ze zulke grote snelheden bereiken, maar meer doordat ze erg grote versnellingen ondervinden om ze snel op zulke grote snelheden te krijgen. Een voorwerp tot zeer grote snelheid versnellen (zeg 99.999% van de lichtsnelheid) bij een 'rustigere' versnelling, gedurende zoveel tijd als nodig is, zal op zich geen gevolgen hebben voor de structuur van het voorwerp - het zal voor de omgeving enorm vervormd zijn (afgeplat in zijn bewegingsrichting), maar voor iemand die met het voorwerp meebeweegt is er helemaal niets mee aan de hand.
                      The scientific theory I like best is that the rings of Saturn are composed entirely of lost airline luggage. ~ Mark Russell

                      A MacBook user!

                      Commentaar


                        #12
                        Origineel geplaatst door Brinx
                        Hm, er vliegen hier nogal een hoop verschillende antwoorden rond denk ik. Hier mijn versie van het antwoord:

                        2) Wanneer je in een trein zit die 80 km/u gaat en je staat op uit je stoel en loopt met 5 km/u naar voren in de trein ga je strikt genomen niet 85 km/u ten opzichte van de grond. In het dagelijks leven is die 85 km/u precies genoeg, maar eigenlijk kun je snelheden niet op die manier zomaar bij elkaar optellen. Vooral bij grotere snelheden, die in dezelfde orde van grootte liggen als de lichtsnelheid, wordt de fout die je op die manier maakt erg duidelijk. Als je bijvoorbeeld in een trein zou zitten die met de helft van de lichtsnelheid beweegt, en je loopt naar voren in die trein met weer de helft van de lichtsnelheid, dan ga je ten opzichte van de grond niet met de lichtsnelheid, maar slechts met 4/5e van de lichtsnelheid. De formules die hier aan te pas komen zal ik je besparen. Het komt er gewoon op neer dat de snelheden waarmee we in ons dagelijks leven te maken hebben zo klein zijn, dat de fout die we maken wanneer we snelheden zomaar bij elkaar optellen vreselijk klein is - te klein om je druk over te maken. Heel raar, dat je niet zo eenvoudig met snelheden kunt rekenen - maar het schijnt echt anders te werken dan een eenvoudige optelling.
                        Hoe moet je dat dan wťl berekenen?
                        De drie wetten van Newton waren een doorbraak in de geschiedenis.

                        Commentaar


                          #13
                          Stel dat een ruimteschip met de helft van de lichtsnelheid vliegt, en dat binnen dat ruimteschip iemand met de helft van de lichtsnelheid naar voren loopt ten opzichte van dat ruimteschip. Om nu de snelheid van die persoon te berekenen zoals je die zou zien vanuit een 'stilstaande' waarnemer (dus iemand voor wie dat ruimteschip met de helft van de lichtsnelheid langs komt vliegen), gebruik je de volgende formule:

                          v = (u + v')/(1 + uv'/c^2)

                          In deze formule is v de snelheid van de lopende persoon in het ruimteschip ten opzichte van de waarnemer waar het ruimteschip langs komt vliegen (die willen we dus uitrekenen), u is de snelheid van het ruimteschip zelf ten opzichte van die stilstaande waarnemer (dus u = 0.5 * c), v' is de snelheid van de lopende persoon ten opzichte van het ruimteschip waar hij zelf in zit (v' = 0.5 * c), en c is de lichtsnelheid. Als we alles invullen, krijgen we:

                          v = (0.5 * c + 0.5 * c)/(1 + (0.5 * c * 0.5 * c)/c^2) = c / (1 + 0.25) = 0.8 * c.

                          De snelheid van de lopende persoon in het ruimteschip ten opzichte van de waarnemer die buiten stilstaat is dus 0.8 keer de lichtsnelheid - en niet 1 keer de lichtsnelheid, zoals je op basis van de 'ouderwetse' optelling van snelheden zou verwachten.

                          Als de snelheid van het ruimteschip en de persoon erin allebei veel kleiner zijn, komt het resultaat nagenoeg overeen met een directe optelling.
                          The scientific theory I like best is that the rings of Saturn are composed entirely of lost airline luggage. ~ Mark Russell

                          A MacBook user!

                          Commentaar


                            #14
                            Brinx, materie kan omgezet worden in electromagnetische straling. Dit bijzondere gegeven houdt in dat deeltjes met rustmassa inwendig "electromagnetisch functioneren" en met dit laatste bedoel ik dat de energie-verplaatsing in ruimte-tijd plaatsvindt in eenheden h (Constante van Planck). Het bijzondere aan de electromagnetische golf is de toe- en afname in de vorm van een enkele h. (Je kan de frequentie verhogen en de "trein" van de energiepakketjes verlengen maar de energiestapjes zullen nooit bijvoorbeeld 2h worden.) Deze "verstoring" van de ruimte in de vorm van steeds 1h vindt plaats met die universele snelheid: de lichtsnelheid (alhoewel deze grens op micro-niveau in werkelijkheid niet zo absoluut is). En uiteraard is dit dan ook de achterliggende oorzaak voor het verschil in omvang tussen een deeltje en een golf bij gelijke energie-inhoud.

                            Nu kijken wij naar deeltjes met rustmassa, zoals de samenstellende deeltjes van atomen (protonen, neutronen en electronen), en moeten dan direct al constateren dat deze deeltjes - om zich voort te bewegen met de snelheid van het licht - de golfvorm van het foton moeten aannemen (dus zich ruimtelijk moeten verplaatsen in de vorm van steeds 1h).
                            De golfbeweging van het electron rond de kern van een atoom wordt uiteraard verbroken als het atoom zich voortbeweegt met de snelheid van het licht. En dan maakt het weinig uit of dit gaat om een neutraal atoom of om een atoom waar ťťn electron in de buitenste schil ontbreekt.

                            Kan dit alles niet omzeild worden? Gaan wij uit van een primaire werkelijkheid die bepaald wordt door de natuurkundige deeltjes dan zou je het hele ruimteschip kunnen "inpakken" in een electromagnetisch golffront dat keurig de energiestapjes van 1h neemt. Binnen deze "gestroomlijnde golfbel" bevindt zich nu ons ruimteschip en hoe alles daar functioneert, weet ik niet want ik neem dit absoluut niet serieus.
                            Ik ga uit van de werkelijkheid in de vorm van 3 primaire velden - en dat is toch min of meer de "wereld" van de quantummechanica - en dan helpt die "gestroomlijnde golfbel" niet: ieder atoom van de raket met inhoud komt in de problemen (er is geen enkele waarneming van de ruimtereiziger in de raket mogelijk).

                            Probeer je eens het Higgsveld voor te stellen... Op het moment dat een deeltje de lichtsnelheid daadwerkelijk heeft bereikt, is de energie-afgifte per scalair aan het deeltje nog maar 1h. Dat heeft een bijzonder grote uitwerking op het totale volume en de vorm van dit deeltje.
                            Nog merkwaardiger is het gegeven dat dit deeltje toch "deeltje" blijft als de toestand zich normaliseert bij de verlaging van de snelheid. Ongeveer hetzelfde fenomeen als met botsingsproeven bij zeer grote energieŽn: nieuwe deeltjes ontstaan uit de "vrijkomende" energie van de beweging van de deeltjesbundels. Wij hebben het dan over quarks en gluonen en daar kunnen wij ons nog wel enigszins een voorstelling van maken.
                            Maar hoe de deformatie van een massavoerend deeltje (bestaand uit quarks en gluonen) dat zich beweegt met de snelheid van het licht zich weer herstelt bij een lagere snelheid is een raadsel dat zich niet eenvoudig laat verklaren uit de individuele eigenschappen van quarks en gluonen (de sterke kracht is maar op een uiterst korte afstand werkbaar).

                            Commentaar


                              #15
                              Henk, bij het versnellen van neutrale atomen doelde ik vooral op de praktische moeilijkheden die dat met zich mee zou brengen, aangezien op het moment gebruik gemaakt wordt van elektrische velden om die versnelling te bewerkstelligen. Dit houdt in, dat deze methode alleen werkt wanneer je die toepast op geladen deeltjes (losse elektronen, protonen, hele atoomkernen, etc) - neutrale deeltjes (zoals losse neutronen of hele atomen) worden niet versneld in een elektrisch veld. Maar goed, dat was meer een zijsprong en is verder niet erg belangrijk voor het beantwoorden van de vragen van de oorspronkelijke poster denk ik.

                              Toch word ik wat in de war gebracht door je uitspraak:

                              Origineel geplaatst door ~Henk~
                              De golfbeweging van het electron rond de kern van een atoom wordt uiteraard verbroken als het atoom zich voortbeweegt met de snelheid van het licht.
                              Een atoom dat zich voortbeweegt met de lichtsnelheid (en dat dus daartoe versneld is) lijkt me nog steeds geen hout snijden in natuurkundige zin. Er valt volgens mij niet zoveel zinnigs te zeggen over het hypothetische geval van materie die zou reizen met de lichtsnelheid, omdat die mogelijkheid gewoon niet mogelijk is binnen het theoretisch raamwerk van waaruit we op het moment redeneren.

                              Het grappige van reizen met snelheden die de lichtsnelheid benaderen vind ik dat voor de omgeving het reizende object onderhevig is aan allerlei vreemde effecten zoals tijddilatatie en lengtecontractie, terwijl vanuit het gezichtspunt van het object zelf er juist niets geks aan de hand is met zichzelf, en dat de omgeving juist vreemd gaat doen. Vandaar de opmerking dat de snelle reiziger zelf niets speciaals aan zichzelf zal merken wanneer hij de lichtsnelheid benadert, en dat individuele atomen dus ook hun stabiliteit niet zullen verliezen wanneer ze de lichtsnelheid benaderen.

                              Maar goed, het hele punt van deze thread was de manier waarop snelheden opgeteld worden binnen een relativistisch raamwerk. Die manier maakt dus gebruik van de Lorentztransformaties, en die transformaties kunnen mooi afgeleid worden als je gebruik maakt van de stelling dat de lichtsnelheid voor iedere waarnemer dezelfde is.
                              The scientific theory I like best is that the rings of Saturn are composed entirely of lost airline luggage. ~ Mark Russell

                              A MacBook user!

                              Commentaar

                              Werken...
                              X