Wenn man im Z.B fahrenden Zug ist und einen Z.B Ball in die Luft wirft, warum fällt er dann zurück, in der selben Stelle, von der aus man ihn hoch geworfen...?
hat?
6 Antworten
Das ist absolut basic, kannste mit Newton erklären. Der Zug fährt mit konstanter Geschwindigkeit. Da du dich im Zug befindest, bewegen du und der Ball sich ebenfalls mit dieser konstanten Geschwindigkeit. Wenn du den Ball nach oben wirfst, beschleunigst du ihn nach oben, aber weder nach vorne, noch nach hinten.
Newtons Trägheitsgesetz besagt:
Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmig geradlinigen Bewegung, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.
Wenn also weder Zug, noch Ball nach vorne beschleunigt werden, bewegen sie sich mit der gleichen Geschwindigkeit weiter. Die nach vorne gerichtete Geschwindigkeit relativ zum Zug war, als du den Ball in der Hand hieltest, 0. Beim in die Luft werfen ändert sie sich nicht.
Zum Thema relative Geschwindigkeit: Eigentlich ist JEDE Geschwindigkeit relativ. Die Geschwindigkeit des Zuges ist relativ zur Erdrotation. Die Erde bewegt sich relativ zur Sonne. Die Sonne bewegt sich relativ zur Milchstraße. Und so weiter. In Wirklichkeit bewegst du dich also mit vielen Millionen km/h, je nachdem, welches Bezugssystem du wählst.
Unsere Erde fliegt mit 107000 km/h um die Sonne. Erwartest du, dass wenn du hochspringst die Erde so schnell weiter fliegt und du stehen bleibst? Wir bewegen uns natürlich genauso mit 107000 km/h um die Sonne und wenn du hochspringst änderst du ganz leicht die Richtung, mit der du dich 107000 km/h bewegst, bevor du die Richtung wieder zurück zur Erde lenkst.
Gleiches Prinzip im Zug.
Jetzt kommt der Profi. Das ist die Art wie es mein Mathelehrer erklärt hat. Nur viel komplizierter.
Ein Zug ist aber auch nicht unbedingt, das perfekte Inertialsystem.
Für die Annäherung stimmt die Aussage.
Der Zug - ohne Beschleunigung, mit konstanter Geschwindigkeit - stellt ein stabiles und perfektes Inertialsystem dar.
Irdisch gesehen, eins der am Besten zu beschreibenden.
Ohne Beschleunigung kommt der Zug wegen der starken Reibung mit der Erdoberfläche sehr schnell zum stehen.
ohne Beschleunigung relativ zur Geschwindigkeit - Besser?
Der Vergleich hinkt gewaltig, da die Bewegung der Erde um die Sonne keine lineare ist sondern Aufgrund der elliptischen Bahn eine ständig beschleunigte ist.
Der Wikipedia Artikel zum "Inertialsystem" dürfte den Einfachsten Aufschluss geben.
Die anderen Antworten sind teilweise Irreführend und stimmen auch gar nicht.
Grüße
Frage: Spielt die Corioliskraft in Inertialsystemen eine Rolle, oder eben nicht?
Dadurch das Inertialsysteme niemals Rotationen aufweisen, ist es unmöglich innerhalb dieser die Corioliskraft zu erfahren.
Wenn du den Zug aber nicht als Inertialsystem betrachtest, sondern außenstehend, kannst du die Corioliskraft sehr wohl erkennen.
Super! Habe ich mir fast gedacht. Danke für deine kurze und klare Erklärung!
Wenn wir die Erdoberfläche als eine Ebene betrachten, die mit einem Inertialsystem verbunden ist (das ist in Physik-Aufgaben dieser Art üblich), dann ist auch der Zug, der sich den Geleisen gegenüber "geradlinig"-gleichförmig bewegt, mit einem Inertialsystem verbunden.
Das tut er nur, solange der zug nicht beschleunigt oder bremst.
Solange der Ball am Boden des Zuges liegt, ist seine waagrechte Geschwindigkeitskomonente die gleiche wie die des Zuges, sonst müsste re ja wegrollen. Und sollte er ausnahmsweise am Boden wegrollen, wird er dort früher oder später abgebremst, sei es durch die Rollreibung oder ein Hindernis.
An dieser waagrechten Geschwindigkeitskomponente ändert sich nichts durch die zeitweilige vertikale Beschleunigung. Warum auch?
Exakt das ist Falsch. Der Zug stellt ein Inertialsystem dar, das niemals bei einer Rotation erreicht werden kann. Zwar nähert es sich bei der Erde dank der größe stark an, aber die Erde ist an sich kein Inertialsystem.