Relativitätstheorie: Welche Zeit und Länge?

Ein Raum ist 10 Meter lang.

In der Mitte ist eine Lichtquelle,
an den gegenüberliegenden Wänden jeweils ein Schirm.
Zwei Uhren mit der gleichen Uhrzeit werden an die Wände angebracht, sie sollen die Uhrzeit messen wenn Licht auf das Schirm trifft.
Beobachter 1 befindet sich außerhalb des Raumes auf der Erde,
Beobachter 2 steht im Raum neben der Lichtquelle.
Vor der Relativbewegung sind für beide Beobachter x1 und x2 gleich lang,
und Uhr 1 und Uhr 2 zeigen die gleiche Uhrzeit an.
Der Raum beschleunigt in die Richtung wie im Bild zu sehen, bis er eine konstante Geschwindigkeit v erreicht.
Die Lichtquelle wird dann eingeschaltet.

Im Inertialsystem von Beobachter 1 müssten beide Uhren die gleiche Uhrzeit anzeigen, und x1 und x2 gleich lang sein. Das Licht trifft zuerst Schirm 1 dann Schirm 2, es legt eine längere Strecke zum Schirm 2 zurück und braucht länger.
Das heißt Uhr 1 zeigt eine frühere Ankunftszeit des Lichts an.


Im Inertialsystem von Beobachter 2 braucht das Licht die gleiche Strecke und Zeit zu beiden Schirmen, da Licht in jedem Bezugssystem die gleiche Geschwindigkeit hat.

Das steht aber im Widerspruch zu den Messergebnissen aus dem anderen Inertialsystem.


Wie sieht das im Inertialsystem von diesem Beobachter 2 aus?
Die Uhren gehen entweder anders oder x1 und x2 sind nicht gleich lang
x1<x2 / t1>t2 ?

Bild zum Beitrag
Licht, Wissenschaft, Physik, Relativitätstheorie, Vektoren, Zeitdilatation
Galilei Transformation, stimmt das?

Wenn es zwei Inertialsysteme gibt und man etwas, das in dem einem System passiert, mit dem anderen System erklärt, ist das doch eine Galilei-Transformation, oder? Also mit Koordinatensystemen würde es von beiden Koordinatensystemen Ortsvektoren zu dem Punkt geben, wenn man die Sicht von beiden veranschaulichen will, oder?

Angenommen, 2 Kugeln mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rollen aufeinander zu. Im Schwerpunktsystem bewegen sich die Kugeln mit gleichem Abstand auf den Ursprung zu, im Laborsystem sieht man aber, dass sich der Schwerpunkt bewegt. Also in dem Ortsvektor steht die Schwerpunktgeschwindigkeit, weil sich dadurch die Systeme unterscheiden, oder? Oder nicht? Also heißt das, wenn jedes mal, wenn ich eine Schwerpunktgeschwindigkeit rausfinde, habe ich so eine Transformation gemacht? Oder gehört in den Vektor noch mehr rein?

Aber irgendwie kann ich mir gar nichts unter der Zeichnung vorstellen. Okay, es geht um die 2 Bezugssysteme, man hat einen Vektor, der den Unterschied zeigt (?), und die anderen Beiden zeigen, wie irgendwas aus der Sicht von beiden Bezugssystemen aussieht. Aber was heißt das konkret? Was bedeutet der Punkt, auf den beide hinzeigen? Wie kann man sich die Zeichnung in Bezug auf eine echte Situation vorstellen, auch was die Vektoren in dem Bezug bedeuten? Hat jemand ein Beispiel?

Bild zum Beitrag
Geschwindigkeit, Formel, Mechanik, Physiker, Vektoren, Vektorrechnung, Impuls
Erklärung zur Beschleunigung in einer Kreisbewegung?

Gerade habe ich fast alles zu Kreisbewegungen verstanden und bin jetzt dabei, das letzte Rätsel diesbezüglich zu knacken, und zwar die Beschleunigung.

Was ich eigentlich immer dachte, war, dass die Beschleunigung die 2. Ableitung von r ist. Ich meine, der Vektor von v ist ja auch die Ableitung von r.

Dementsprechend dachte ich, dass der Vektor von der Zentripetalbeschleunigung die 2. Ableitung von r ist, weil das von dem Vektorinhalt so passt, aber anscheinend steht davor nicht 2. zeitliche Ableitung von phi, sondern was anderes, deshalb fällt das schon mal weg?

Ist es stattdessen richtig, dass der eine Vektor von a antiparallel zu r ist, und der andere (anti)parallel zu v? Dann würde das, was im Vektor steht, schonmal Sinn machen.

Und das Zeug davor? Wenn die Vektoren einfach nur die (anti)parallele Version von einem anderen Vektor sind, hat das auch nichts mit Ableitung zu tun, oder? Heißt das, das Zeug vor den Beschleunigungsvektoren hat z.B. nichts mit der Kettenregel einer Ableitung zu tun, im Gegendatz zu dem Zeug vor V?

Oder sind die Vektoren doch Ableitungen von irgendwas? Wenn ja, ich dachte, a ist immer 2. Ableitung von r, wieso sind das dann unterschiedliche Vektoren?

Oder geht es bei dem Zeug davor einfach nur darum, wie lang der Vektor ist?

Also bei dem 2. dann w^2r, weil das die Länge eines normalen Beschleunigungsvektors ist, oder?

Und bei dem 1. Teil die Winkelbeschleunigung. In dem Fall hat dann R nichts mit der Beschleunigungsformel zu tun, weil die Winkelbeschleunigung nur d^2phi/dt^2 ist?

Also besteht die Gesamtbeschleunigung aus 2 Teilen, dabei geben die Vektoren die Richtung an und der Teil davor jeweils die Länge?

Oder hat das doch was mit Ableitung von v oder r zu tun?

Entschuldigt die lange Frage, ich hoffe, man konnte sie verstehen.

Und aus Interesse, Wieso ist da nur ein Vektor a aufgezeichnet?

Bild zum Beitrag
Mathematik, Geschwindigkeit, Biologiestudium, Experimentalphysik, Formel, Mathematikstudium, Physiker, Vektoren, Vektorrechnung, Kinematik, Kreisbewegung, Physikstudium

Meistgelesene Beiträge zum Thema Vektoren