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Autor Thema: Objekt mit Masse 0 - Gedankenexperiment  (Gelesen 1449 mal)

Offline zingarra

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Objekt mit Masse 0 - Gedankenexperiment
« am: 19. September 2018, 22:38:28 »
Hallo an das ganze Forum  :)

Dies ist mein erster Beitrag, möglich das das Thema nicht in dieses Unterforum passt (zmV Gravitationsfragen finden sich auch in diesem Unterforum). Sollte dies der Fall sein, bitte verschieben  ;)

Ich habe mir vorhin ein kleines Gedankenexperiment erdacht, welches mittlerweile relativ viele Fragen aufwirft.
Folgendes: Wenn ich ein Objekt z.B. in Form einer Kugel mit der Masse 0 besitze, könnte ich dieses theoretisch frei im Raum platzieren. Wenn ich diesem Objekt jetzt einen Stoss in eine bestimmte Richtung gebe, was passiert, wenn es auf eine Wand prallt?
Bleibt es stehen oder prallt es ab? Entwickelt sich beim Aufprall eine messbare Aufprallenergie?

Mal davon abgesehen, das ein solches Objekt eigentlich nicht existieren dürfte, welche Faktoren muss ich weiter einbeziehen?
Wie verhält sich Masse im Zusammenspiel mit dem Gravitationsfeld der Erde, respektive wird ein Objekt "leichter" wenn es sich weiter vom Erdmittelpunkt entfernt?

In meinem Gedankenexperiment wird als Dichte des Objektes auch 0 angenommen. Das würde theoretisch bedeuten, dass es sich ähnlich wie ein Ballon von der Erde entfernen würde, da es ja ein Festkörper ist. Wie verhält sich die Gravitation jetzt, ist dieser Effekt nicht eher der Verdrängung zuzuordnen?
Logischerweise wäre in diesem Fall das Objekt nicht mehr frei im Raum platzierbar... Meiner Meinung nach werden so jetzt sehr viele Bereiche der Physik auf den Kopf gestellt, korrigiert mich wenn ich falsch liege  ;)

Bitte entschuldigt die etwas sonderbaren und vielleicht auch dümmlichen Fragen  ::)

Mfg
zingarra

Offline Hugo

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Re: Objekt mit Masse 0 - Gedankenexperiment
« Antwort #1 am: 19. September 2018, 23:38:52 »
>> Was passiert, wenn es auf eine Wand prallt?
>> Bleibt es stehen oder prallt es ab?
Da es kein Objekt ohne Masse gibt, was sich wie ein Objekt mit Masse verhält, ist das (vermutlich) eine Frage, mit vielen Antwortmöglichkeiten. Bei "Raumschiff Enterprice" konnten sich solche Objekte durch Wände hindurch bewegen.

>> Entwickelt sich beim Aufprall eine messbare Aufprallenergie?
Die Frage ist ganz einfach zu Beantworten. Ein sich sich bewegendes Objekt eine kinetische Energie.
--> E(kin) = 0,5 * Masse * Geschwindigkeit * Geschwindigkeit.
Wenn jetzt die Masse 0 ist, dann ist die kinetische Energie auch null. Also gibt es keine "Messbare Energie".


>> Wie verhält sich Masse im Zusammenspiel mit dem Gravitationsfeld der Erde,
>> respektive wird ein Objekt "leichter" wenn es sich weiter vom Erdmittelpunkt entfernt?
In Objekt mit einer Masse von 1 kg hat immer eine Masse von 1 kg. Egal ob auf der Erde oder auf dem Mond. Die Anziehungskraft der Erde lässt natürlich nach, wenn Du Dich weiter von ihr entfernst. An einer Federwaage hängend wird also eine andere Zugkraft angezeigt.

>> ist dieser Effekt nicht eher der Verdrängung zuzuordnen?
Stelle Dir den Luftballon gefüllt mit Helium vor. Er hat zwar keine Dichte von 0, aber eine Dichte kleiner als die Umgebungsluft. Er steigt also nach oben. Er steigt jedoch nicht nach oben, weil er von der Erde abgestoßen wird. Die Erdanziehungskraft wirkt auf den Helium-Luftballon genau gleich wie auf den Stickstoff-Luftballon. Aber: Die Erdanziehungskraft wirkt auch auf die Luft. Und da die Luft eine größere Dichte hat als der Heliumballon, "fällt die Luft runter" und nicht der Ballon. Nimm mal einen Heliumballon mit in den Bus oder die Bahn. Er geht beim Bremsen nach hinten. Beim Beschleunigen nach vorne. Und in einer Kurve nach innen statt nach außen. Ich finde das jedes mal verblüffend, wenn man es sehen kann.

>> Meiner Meinung nach werden so jetzt sehr viele Bereiche der Physik auf den Kopf gestellt
Ich denke, das ist ein fast "Normaler Vorgang". Ein Objekt mit einer Masse von 1 Gramm kann man sich vorstellen und leicht berechnen. Ein Objekt mit einer Masse von 1,e-20 Gramm kann man sich nicht mehr vorstellen aber trotzdem berechnen. Bei 1,e-1000000000000 Gramm wird schon das Rechnen schwer, da man kaum einen Taschenrechner hat, der das noch kann. Aber je leichter das Objekt wird, desto "dichter" kommt es an eine Masse von 0. Also das ist das Verhalten vorhersehbar. Wenn natürlich nicht mehr berechenbar, da man nicht durch 0 teilen kann. Aber um zurück zu kommen auf die erste Frage. Wenn ich 1 kg an die Wand werfe, gibt es einen großen Aufprall. Mit Loch in der Wand. Wenn ich 1 Gramm an die Wand werfe, passiert nichts. Ich höre es vielleicht nur noch. Ein Objekt mit 0,01 Gramm an die Wand geworfen, wird man weder sehen, noch hören. Gefühlt passiert also gar nichts. Ein Objekt mit einer Masse von 0 Gramm wird diese Versuchsreihe sicherlich fortsetzen. Es gibt keinen Aufprall an der Wand.

Offline Prodatron

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Re: Objekt mit Masse 0 - Gedankenexperiment
« Antwort #2 am: 20. September 2018, 01:22:35 »
Photonen haben eine Ruhemasse von 0. Und die können dann gar nicht anders, als sich mit Lichtgeschwindigkeit zu bewegen, wodurch sie dann doch wieder eine gewisse Masse bekommen (weshalb z.B. Lichtsegel und theoretische Photonenantriebe funktionieren würden).
@Hugo, hast Du bei Deinen Betrachtungen evtl. teilweise die Relativitätstheorie vergessen?

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