Was wäre, wenn wir keine Reibungsarbeit und thermische Energie hätten?
Wenn man mit einem Fahrrad den Berg dann runterrollen würde, würde die potentielle Energie ja kinetische erzeugen. Wenn ich dann unten ankomme und sagen wir mal die Erde überall so flach wäre wie ein Flughafenlandeplatz, würde man doch theoretisch nie stehen bleiben dann ? Die Energie kann ja nicht umgewandelt werden, wenn es keine Reibung gäbe oder besser gesagt die Reibung keine thermische Energie erzeugen würde 🤔
2 Antworten
Wenn man mit einem Fahrrad den Berg dann runterrollen würde, würde die potentielle Energie ja kinetische erzeugen
... du kämst bei fehlender Reibungskraft erst mal mit dem Fahrrad gar nicht den Berg hoch. Da brauchst Du Dir dann über die Abfahrt gar keine Gedanken machen,
Der Sturz wäre unvermeidlich. Vermutlich schon beim Besteigen des Rades oben.
Die für das Rollen benötigte Reibung ist aber eine Haftreibung - diese verurschat keinen Energieverlust, da der kinematische Momentanpol ja ruht.. Verluste kommen erst durch die Rollreibung zustande.
Ohne Thermische Energie wärest Du nur "tote Materie". Thermische Energie spielt insbesondere in der Chemie - und Biologie basiert auf Chemie - eine große Rolle.
Hätte das Fahrrad keine Reibung und es gäbe keinen Luftwiderstand (Vakuum), dann ist da nichts was die kinetische Energie verbraucht, die besteht dann also "für immer" und das Fahrrad würde ewig fahren.
Sogar wenn die Erde nicht flach wäre. Bei kleinen Bergen wirst Du dann beim hochfahren nur langsammer, nach dem herunter fahren aber wieder genau so schnell wie vorher.
Selbst bei großen Bergen wo das Fahrrad seine gesamte kinetische Energie in potentielle umgewandelt hat, rollt das dann einfach Rückwärts wieder herunter. Wie bei einer Schaukel wo ständig kinetische in potentielle Energie und wieder zurück gewandelt wird.
Das selbe hat man ja im Weltraum. Da gibt es praktisch keine Reibung. Die Voyager Sonden wurden mit Raketen beschleunigt und treiben seit den 1970ern durch das All, sind gerade dabei das Sonnensystem zu verlassen. Klar hat man durch "Fly By" Manöver an Planeten noch mal was Schwung geholt, aber grundsätzlich sind die schon seit Jahrzehnten Antriebslos und bewegen sich immer noch sehr schnell. Zum "Anhalten" braucht man dann wieder Raketenkraft - und die haben die nicht. Die Sonden werden also Jahrtausende lang immer weiter von der Erde weg "flitzen".
Wenn man das jetzt auf die Spitze treiben wollte:
Wenn die Reifen Haftung haben (dazu braucht es aber Reibung), man also lenken kann, dann wird das Fahrrad und Die Erde beim Lenken Energie austauschen.
Das Rad kann also Energie an die Drehung der Erde abgeben und damit die Erde schneller machen oder umgekehrt, das Rad könnte schneller werden während die Erde an Drehzahl verliert. Je nachdem wie man dann relativ zur Erde lenkt.
Außerdem kommen relativistische Effekte zum Tragen, die Erde dreht sich ein mal pro Tag, das sind dann 40.000 Kilometer in 24h oder 1666 km/h. Noch rasanter ist die Erde um die Sonne unterwegs, die braucht zwar ein Jahr, aber wegen der gewaltigen Strecke die die Erde dabei zurück legt kommt man dann auf 30 Kilometer pro Sekunde, das sind dann 108.000 km/h!
Geht aber noch schneller, die ganze Milchstraße, also mit Sonne und Erde drinnen bewegt sich mit etwa 630 Kilometern in der Sekunde, also rund 2 Millionen km/h.
Das bedeutet, dass man zwar seine Energie behält, aber durch die relativistischen Effekte je nachdem wann und wo man auf der Erde in eine bestimmte Richtung fährt mehr oder weniger Zeit für die gleiche Strecke benötigt.
Alleine die Drehung der Erde kann man mit Atomuhren nachweisen. Eine auf Meereshöhe, die andere auf einem Berg wie z.B. die Zugspitze. Der Gipfel legt eine weitere Strecke pro Tag zurück als ein Punkt an der Meereshöhe, einfach weil der Radius der Kreisbahn größer ist. Dadurch geht die Uhr auf dem Berg messbar langsamer.
Dieses Experiment wurde schon oft durchgeführt. Also kein "Messfehler". Man hat sogar zwei Langstreckenflugzeuge benutzt die auf dem gleichen Flughafen gestartet und gelandet sind. Eines nach Westen, das andere nach Osten ein mal rund um die Erde.
Sehr spannend. Finde solche Gedankenexperimente genial