Sehr lange Stange

Wissenschaft Physik
#21

Hallo,

wenn ich also einen stab mit 100000 km/h aus der wand reise,
kommt die information, dass die kraft zu gross ist fuer die
wand, erst an, wenn der schall dort ist…ehm…waere,
ankommen tut er ja nicht, der stab ist ja schon rausgerissen.

Unsinn. Die Information, dass Du am Stab überhaupt
ziehst,
kommt nur mit Schallgeschwindigkeit am festen Ende an.
Und man zieht mit einer Kraft, nicht mit einer
Geschwindigkeit. Erst die resultierende
Beschleunigung führt
zur Geschwindigkeit. Und das eben nicht in Nullzeit.

dass es nicht nullzeit ist, ist mir klar.
verzeih mir meine ungenauigkeit. also kommt die kraft nun an oder nicht? hab ich den stab, ohne kraft auf die wand auszuueben, aus derselbigen gerissen?
wenn nicht,wo ist der stab?
wenn ja, dann doch ueberschall?

#22

dass es nicht nullzeit ist, ist mir klar.

Sicher?

also kommt die kraft nun an oder nicht?

Ja, sie kommt an, aber das dauert eine Weile.

hab ich den stab, ohne kraft auf die wand
auszuueben, aus derselbigen gerissen?

Das kommmt darauf an, ob der Stab in der Wand befestigt ist.

wenn nicht,wo ist der stab?

Entweder steckt er noch in der Wand, oder er ist schon raus gerissen.

wenn ja, dann doch ueberschall?

Nein.

#23

Nabend,

irgendwas passt in deiner Antwort nicht. Zuerst, wenn du schon von Schallgeschwindigkeit sprichst, welche meinst du denn, jene in Luft? Es ist egal, womit du in die Stange, ich setze jetzt einfach mal Stahl voraus, anstößt, in jedem Falle erhälst du eine Fortpflanzung der Druckwelle mit Schallgeschwindigkeit von Stahl, das wären also 5100 m/s.

(…)
Zweitens können unterschiedliche Geschwindigkeiten erreicht
werden, je nachdem, ob mit einem kleinen Hämmerchen oder mit
einem Vorschlaghammer gegen den Stangenanfang gekloppt wird (…)

Wo hast du diesen Blödsinn her? Gehen wir mal davon aus, die Stange würde keinerlei plastischer Verformung unterliegen, dann wäre die Stärke des Hammerschlages letztlich nix weiter als die Amplitude der eingeleiteten Schwingung, das hat aber dann nichts mit dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun.

Der Rest hat sich damit wohl erübrigt.

lG
Theachen

#24

dass es nicht nullzeit ist, ist mir klar.

Sicher?

na jetzt, wo ich so drueber nachdenke…

also kommt die kraft nun an oder nicht?

Ja, sie kommt an, aber das dauert eine Weile.

da der stab jedoch mit ueberschall rausgerissen wurde, ist die rausreissende kraft nicht mehr mit dem stab verbunden, um ihn rausreissen zu koennen.

hab ich den stab, ohne kraft auf die wand
auszuueben, aus derselbigen gerissen?

Das kommmt darauf an, ob der Stab in der Wand
befestigt ist.

natuerlich ist er befestigt…

wenn nicht,wo ist der stab?

Entweder steckt er noch in der Wand, oder er ist schon
raus
gerissen.

nein,der stab wird zerrissen und faellt raus aus der wand, sobald die im letzten moment vor dem zerriss anliegende kraft die wand erreicht.
ansonsten wuerde die kraft die wand nie erreichen, da sie sich mit ueberschall wegbewegt.

dass man sich hier alles selber beantworten muss…

#25

also kommt die kraft nun an oder nicht?

Ja, sie kommt an, aber das dauert eine Weile.

da der stab jedoch mit ueberschall rausgerissen wurde, ist die
rausreissende kraft nicht mehr mit dem stab verbunden, um ihn
rausreissen zu koennen.

???

hab ich den stab, ohne kraft auf die wand
auszuueben, aus derselbigen gerissen?

Das kommmt darauf an, ob der Stab in der Wand
befestigt ist.

natuerlich ist er befestigt…

Dann lautet die Antwort natürlich Nein.

wenn nicht,wo ist der stab?

Entweder steckt er noch in der Wand, oder er ist schon
raus
gerissen.

nein,der stab wird zerrissen und faellt raus aus der wand,
sobald die im letzten moment vor dem zerriss anliegende kraft
die wand erreicht.

???

ansonsten wuerde die kraft die wand nie erreichen, da sie sich
mit ueberschall wegbewegt.

???

#26

Hallo,

bei ausreichender Geschwindigkeit kriegt man jedes Auto in
eine zu kurze Garage, wozu braucht man da die
Relativitätstheorie?

Gruss Reinhard

Hallo,

das Auto wird relativ kurz

im Bezugssystem der Garage

und die Garagerelativ etwas länger.
???

Die längere Garage kommt aber nicht von der Relativitätstheorie,
sondern weils Auto rinknallt .In beiden Bezugssystemen :smiley:.

Gruß
Philipp

#27

also kommt die kraft nun an oder nicht?

Ja, sie kommt an, aber das dauert eine Weile.

da der stab jedoch mit

ueberschall rausgerissen wurde, ist die

rausreissende kraft nicht mehr

mit dem stab verbunden, um ihn

rausreissen zu koennen.

???

es geht um den herausriss mit ueberschallgeschwindigkeit.
wenn man etwas mit ueberschall herausreisst, die kraft sich aber nur mit schall fortpflanzt, hat der stab ein problem. er kann die information, dass eine kraft am ende zieht, nicht schnell genug an das ende des stabes weitergeben. das bleibt also in ruhe und denkt nichts boeses.
die folge davon ist das auseinanderreissen des stabes, nachdem dieser die bruchdehnung erreicht hat. je nach geschwindikeit eine andere stelle, naeher an bzw. weiter weg von der wand. der stab faellt anschliessend trotzdem heraus, da die kraft ja angekommen ist, mit schallgeschwindigkeit[immer schoen das protokoll einhalten].in dem moment ist aber der mit ueberschallherausreissende anker nicht mehr mit dem stab verbunden.

das meinte ich.

#28

Guten Abend!

irgendwas passt in deiner Antwort nicht. Zuerst, wenn du schon
von Schallgeschwindigkeit sprichst, welche meinst du denn,
jene in Luft? Es ist egal, womit du in die Stange, ich setze
jetzt einfach mal Stahl voraus, anstößt, in jedem Falle
erhälst du eine Fortpflanzung der Druckwelle mit
Schallgeschwindigkeit von Stahl, das wären also 5100 m/s.

Es geht ja um die Thematik, mit welcher Geschwindigkeit sich ein Impuls p=m*v fortpflanzt. Man sieht das beispielsweise bei dem Versuch mit z.B. fünf hängenden sich berührenden Stahlkugeln: Hebt man an einem Ende zwei an und läßt sie gegen die restlichen drei prallen, dann heben sich am anderen Ende zwei Kugeln - und man gewinnt den Eindruck, dass eine gewisse Zeit vergangen sei, bis zu der beobachteten Reaktion.
Andrerseits gibt es durchaus die Erfahrung, dass Moleküle zu einer rascheren Bewegung gezwungen werden, als es der Schallgeschwindigkeit des Stoffes entspricht:
Wenn man sich Luftmoleküle im Rohr eines Geschützes vorstellt, so beschleunigt das Geschoss auf mehrfache Schallgeschwindigkeit, d.h. dass sich ein O_2-Molekül schneller bewegt als v_schall=334 m/s.
Elektrische „Impulse“ bewegen sich sowieso mit „c“.
Hieraus folgt die These, dass bei genügend großem Impuls, sich dieser mit mehr als v_schall_material fortpflanzt.

(…)
Zweitens können unterschiedliche Geschwindigkeiten erreicht
werden, je nachdem, ob mit einem kleinen Hämmerchen oder mit
einem Vorschlaghammer gegen den Stangenanfang gekloppt wird (…)

Wo hast du diesen Blödsinn her? Gehen wir mal davon aus, die
Stange würde keinerlei plastischer Verformung unterliegen,
dann wäre die Stärke des Hammerschlages letztlich nix weiter
als die Amplitude der eingeleiteten Schwingung, das hat aber
dann nichts mit dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun.

Eine Schwingung kommt zustande, wenn der ausgeübte Impuls so klein und (kurz) ist, dass der Gesamtgegenstand nicht in Bewegung gerät (etwas Haftreibung vorhanden).
Eine nachhaltige Impulsausübung könnte als eine rasche Abfolge kurzer Kraftstöße gesehen werden, d.h. es kommt zu keiner Schwingung, sondern zu einer Auslenkung beispielsweise des ersten Moleküls, welche den gesamten Molekülverband mitreißt und an welche sich dann sofort wieder eine weitere Auslenkung anschliesst. Begrenzt wird die Beschleunigung der Atome z.B. durch Reibungskräfte und sich abstoßende Ladungen - da könnte mehr Beschleunigungsenergie zugeführt werden, als durch bremsende Kräfte umgesetzt wird.

MfG Gerhard Kemme

#29

Moin Gerhard

nette Ausführung. Dennoch halte ich es für unwahrscheinlich, eine höhere Geschwindigkeit als die Materialschallgeschwindigkeit zu erreichen. Ob es sich nun um ein echtes Sinus-Signal durch einen Uhrmacherhammer handelt oder eher um ein vermatschtes Signal durch einen Vorschlaghammer, es würde sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht ändern.

Sicher können Luftmoleküle beschleunigt werden, aber das hat nichts mit dieser Thematik zu tun, denn das wäre vergleichbar damit, dass man die Stange nicht nur anstößt, sondern auchgleichzeitig verschiebt. Es wurde allerdings davon ausgegangen, dass sie sich in Ruhe bezogen auf den umliegenden Raum befindet.

Mit Schwingung meine ich keine Resonanzschwingung, sondern eigentlich den Impuls mit seinem Druckmaximum und -minimum, der sich kontinuierlich fortpflanzt.

Und wenn hier die Meinung vorherrschen sollte, dass mit Erhöhung der zugeführten Energie eine Erhöhung der Ausbreitungsgeschwindigkeit möglich sein sollte, so wäre im Umkehrschluss davon auszugehen, dass mit Erniedrigung der Energie eine geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit möglich sein müsste. Dies ist nicht der Fall. Wir kennen in unserer realen Welt leider keine Materialien, die sich bei dem auch noch so großen zugeführten Impuls nicht plastisch verformen *und* im Regelfall als starr angesehen werden können. Gummi ist leider nicht starr. Daher würde ein zu großer Impuls einfach zu einer Formänderung an der Eintrittsstelle führen, mehr geschieht nicht. Wenn man in der Theorie die Formänderung ignoriert, so müsste der Gesamtimpuls weitergetragen werden, wie jede nicht-verformende Schwingung auch. Und das wäre eben mit v = Schallgeschw. .

Eure Thea

#30

Hallo,

es geht um den herausriss mit ueberschallgeschwindigkeit.

Nochmal: Du reißt nicht mit einer Geschwindigkeit. Du reißt mit einer Kraft.
Studierst Du nicht ET, oder habe ich das falsch im Kopf? Dann oslltest Du doch auch die Grundlagen der Physik kennen.

Stell Dir den Vorgang doch bitte mal in Zeitlupe vor. Vom Beginn an. Was genau hat Überschallgeschwindigkeit? Wie ist dieses Ding mit der Stange gekoppelt? Welche Geschwindigkeit hat die Stange beim Beginn des Vorgangs? Was passiert nun und was ist jeweils Ursache, Kopplung und Wirkung?
Gruß
loderunner

#31

ich verstehe nicht ganz, warum ich nicht mit einer geschwindigkeit ziehen kann?

ich dachte, du hast inzwischen verstanden, was ich meine.
resultiert aus einer kraft nicht eine beschleunigung?
entsteht nicht eine geschwindigkeit, wenn ich an einem gummiband ziehe?
kann diese enstehende ziehgeschwindigkeit nicht ueberschall erreichen?
kann dieser ueberschall nicht verhindern, dass das signal am ende des gummibandes ankommt?

und nochmal: wenn ich ziehe, ergibt dieser zug, also diese aus dem zug heraus enstehende dehnung eine dehngeschwindigkeit, ob du das glaubst oder nicht, das tut er:smile:waere die null, wuerde sich nichts dehnen.

ist diese dehngeschwindigkeit groesser als der schall, hat das signal probleme am ende, also am befestigten punkt anzukommen.
ist die bruchdehnung erreicht, bevor das signal das ende, also den punkt der befestigung erreichen kann, reisst das band oder die stange.

dabei ist es sogar unerheblich, ob das band oder die stange eingespannt ist oder nicht.
aber die wichtigste referenz ist die geschwindigkeit, nicht die kraft, auch wenn ich kraft anwenden muss, um die geschwindigkeit zu erreichen. die kraft wiederum ist aber masseabhaengig.
wenn die masse des bandes/der stange also gross ist, ist auch die kraft gross.

es gibt fuer das ende der stange/des bandes keine moeglichkeit, festzustellen, wo sich der anfang des bandes/der stange befindet, da das zugsignal noch nicht ankam.

allerdings hat das ganze nichts mehr mit der ausgangsfrage zu tun.

ich weiss nicht, ob den fragesteller richtig verstanden hatte, aber ich glaube, er wollte irgendwie den raum zwischen den atomen verwenden, um die schallgeschwindigkeit zu erhoehen…naja…vielleicht schafft das mal jemand.
vor 100jahren sagte man auch, es niemand kann schneller als der schall fahren oder fliegen.

nicht ET -> MB.

#32

huhu,

ich wuerde mich geehrt fuehlen, mit dem mann, der die schallmauer in fester materie durchbricht, geforumt zu haben.

ich vermute, dass das problem die traegheit der teilchen ist oder aber die EM-kraefte dazwischen. wenn es also gelingt, diese traegheit auch nur fuer einen bruchteil einer sekunde aufzuheben oder zu reduzieren oder vielleicht die kraefte zwischen den teilchen, also die kraft, die die teilchen aneinanderhaelt, zu veraendern, muesste es moeglich sein, die geschwindigkeit zu erhoehen.

2063 wird der warp-antrieb das erste mal getestet. bis dahin hast du zeit, dir etwas auszudenken:smile:

ich bin dabei…

mfg:smile:
rene

#33

Hallo,

ich verstehe nicht ganz, warum ich nicht mit einer
geschwindigkeit ziehen kann?

Ziehen bedeutet: Ausüben einer Kraft. Geschwindigkeit ist dabei nur ein Teilaspekt.

ich dachte, du hast inzwischen verstanden, was ich meine.

irgendwie nicht so richtig.

resultiert aus einer kraft nicht eine beschleunigung?
entsteht nicht eine geschwindigkeit, wenn ich an einem
gummiband ziehe?
kann diese enstehende ziehgeschwindigkeit nicht ueberschall
erreichen?
kann dieser ueberschall nicht verhindern, dass das signal am
ende des gummibandes ankommt?

Also meinst Du: man beschleunigt durch Ziehen das Ende einer langen Stange auf eine Geschwindigkeit, die größer ist als die Schallgeschwindigkeit in der Stange. Gleichzeitig soll das andere Ende der Stange noch auf Geschwindigkeit 0 bleiben. Richtig?

ist diese dehngeschwindigkeit groesser als der schall, hat das
signal probleme am ende, also am befestigten punkt anzukommen.
ist die bruchdehnung erreicht, bevor das signal das ende, also
den punkt der befestigung erreichen kann, reisst das band oder
die stange.

Ob da die Stange reißt, solltest Du als MB-Student ausrechnen können. Besser als ich (ET-Ing).

ich weiss nicht, ob den fragesteller richtig verstanden hatte,
aber ich glaube, er wollte irgendwie den raum zwischen den
atomen verwenden, um die schallgeschwindigkeit zu
erhoehen…naja…vielleicht schafft das mal jemand.

Wenn man weitere Atome in die Zwischenräume der Eisenatome bringt, würde das sicher die Schallgeschwindigkeit beeinflussen. Nur ist es dann keine Eisenstange mehr, ergo ergibt die Frage dann auch keinen Sinn mehr.

vor 100jahren sagte man auch, es niemand kann schneller als
der schall fahren oder fliegen.

Ich weiß nicht, wer ‚man‘ ist und warum er das gesagt hat. Ein seriöser Wissenschaftler war es aber sicher nicht.
Gruß
loderunner

#34

Also meinst Du: man beschleunigt
durch Ziehen das Ende einer
langen Stange auf eine Geschwindigkeit, die größer ist
als die
Schallgeschwindigkeit in der Stange. Gleichzeitig soll
das
andere Ende der Stange noch auf Geschwindigkeit 0
bleiben.
Richtig?

bingo:smile:

wenn sich das ende nicht mitbewegt,weil es nicht weiss, dass es das tun muss, wird die stange reissen muessen. darauf will ich nur hinaus.
und ich glaube,je schneller du bist, desto kuerzer wird der weg, den du zuruecklegen musst, bevor die stange oder besser das band reisst, weil die information, je schneller du bist, weniger Weg richtung ende des bandes marschiert.

#35

Guten Abend!

Sicher können Luftmoleküle beschleunigt werden, aber das hat
nichts mit dieser Thematik zu tun, denn das wäre vergleichbar
damit, dass man die Stange nicht nur anstößt, sondern
auchgleichzeitig verschiebt. Es wurde allerdings davon
ausgegangen, dass sie sich in Ruhe bezogen auf den umliegenden
Raum befindet.

Ob sich etwas bei Kraftausübung verschiebt oder nicht, hängt davon ab, ob Haftreibung oder ein sonstiges Hemmnis vorhanden ist. Ich verstehe die Thematik so, dass sich der Stangenanfang bewegt:
„ich hätte eine Stange, die sagen wir mal 5 Lichtjahre lang ist. Ich weiß nicht, ob sie am anderen Ende befestigt ist oder nicht.
Jetzt drücke ich .“
Somit wird quasi nach der Geschwindigkeit der Impulsausbreitung gefragt, d.h. mit welcher Geschwindigkeit eine sehr kleine Verschiebung des Stangenanfanges sich auf das Stangenende überträgt.

Und wenn hier die Meinung vorherrschen sollte, dass mit
Erhöhung der zugeführten Energie eine Erhöhung der
Ausbreitungsgeschwindigkeit möglich sein sollte, so wäre im
Umkehrschluss davon auszugehen, dass mit Erniedrigung der
Energie eine geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit möglich
sein müsste. Dies ist nicht der Fall.

Wenn man sich die Stange als ein Modell aus hinter einander angeordneten Federn vorstellt, dann wäre die Geschwindigkeit dieser Anordnung durchaus von der zugeführten kinetischen Energie abhängig. Allerdings wäre Schallgeschwindigkeit ein herausgehobenes Ereignis, welches beispielsweise als abrupte Zunahme der Federkonstante, d.h. größerer Härte der Feder, angesehen werden könnte. Somit käme man nach diesem Schema grob zu folgender Beziehung zwischen zugeführter Kinetischer Energie und Geschwindigkeit der Impulsausbreitung:
Wenig Energie --> langsame Geschwindigkeit Impulsausbreitung
Mittlere Energie --> Impulsausbreitung mit Schallgeschwindigkeit
Hohe Energie --> Impulsausbreitung mit Schallgeschwindigkeit
Sehr hohe Energie --> Impulsausbreitung mit Überschallgeschwindigkeit
Extreme Energie --> Plastische Verformung der Stange

Wenn man in der Theorie die Formänderung
ignoriert, so müsste der Gesamtimpuls weitergetragen werden,
wie jede nicht-verformende Schwingung auch. Und das wäre eben
mit v = Schallgeschw. .

Ich will hier keine abgeschlossenen Ideengebäude präsentieren, sondern nur zu bedenken geben, dass sich beispielsweise die Luft im Rohr eines Gewehres oder einer Kanone mit mehrfacher Überschallgeschwindigkeit bewegen muss:
http://de.wikipedia.org/wiki/G3_(Gewehr)
In diesem Fall also mit ca. 780 m/s - somit wären dort konkrete O²-Moleküle, die sich mit doppelter Schallgeschwindigkeit bewegen.

MfG Gerhard Kemme