Hallo Jörg,
Sinnvollerweise wählt man, um einen Effekt zu beschreiben, ein
möglichst einfaches Bezugssystem, in dem möglichst wenig
Störgrößen auftreten. Es macht ja keinen Sinn, für die
Beschreibung der Gezeitenkräfte ein Bezugssystem zu wählen
(hier Weltraum) in dem eine Störgröße (Zentrifugalkraft)
auftritt, die man hinterher wieder herausrechnet und dann aber
trotzdem so tut, als wäre diese Störgröße Ursache des
Effektes.
Ungeschickt sicher, aber eben nicht falsch! Einfach zusammengefaßt: das ist das Einsteinsche Relativitätsprinzip!
Was aber ist die Ursache für die Anzeige der Waage ? Du wirst
feststellen, dass es die Kraft aufgrund der Beschleunigung
Deiner Körpermasse durch den Triebwerkschub ist.
[…]
Klar werden sie sagen, Die Rakete steht,
also ist es die Erdbeschleunigung.
Na also, hier haben wir’s doch wieder, das Relativitätsprinzip! Beide Betrachtungen sind gleichwertig.
Dise Betrachtung ist aus der Sicht der Erde vielleicht
legitim, um Berechnungen anzustellen aber sie beschreibt nicht
die wirkliche Ursache der Gewichtskraft.
Doch, und die Äquivalenz beider Betrachtungsweisen hat einen Namen: Äquivalenzprinzip, in diesem Fall das starke. Beide Interpretationen aus den jeweiligen Bezugssystemen sind äquivalent.
Ich in meiner Rakete habe keine experimentelle Möglichkeit zu unterscheiden, ob ich durchs All fliege und der Triebwerksschub mich in den Sessel drückt, oder ob ich noch auf der Erde verweile und die Gravitationskraft mich runterzieht.
Von demher hast du ein sehr schönes Beispiel zur Verdeutlichung genau dieses Prinzips gewählt.
Wenn die Rakete
schwebt, ist sie von der Erde und ihrem Gravitationsfeld
völlig entkoppelt. Die Gewichtskraft wird jetzt durch die
Impulsübertragung der vom Triebwerk ausgestossenen Gasteilchen
verursacht. Um den Effekt der Gewichtskraft zu beschreiben
wird man also sinnvollerweise nicht die Erde sondern die
Rakete als Bezugssystem wählen.
Wenn du aber derjenige bist, der in der Rakete bist? Dann wirst du notgedrungen das (nicht-inertiale) Raketensystem als Bezugssystem wählen.
Nein, es ist ganz einfach: beide Interpretationen sind richtig und führen zum gleichen Ergebnis. Es gibt kein richtig und falsch in dieser Frage, nur ein ungeschickt oder nicht, da gebe ich dir recht.
Eben, und deshalb sollte man auch gleich die Betrachtungsweise
3 wählen, um garnicht erst in Versuchung zu kommen, die
Fliehkräfte als Ursache der Gezeitenkräfte zu vermuten.
Im vorliegenden Beispiel mit den Gezeiten vielleicht schon. Aber bei allgemeinen Problemen, wo es um Bewegungen in Nicht-Inertialsystemen geht, ist die Wahl eines geeigneten Bezugssystems eben nicht mehr so eindeutig.
Es ist sogar sehr hilfreich, ein- und dasselbe Problem aus mehreren Blickwinkel, sprich in unterschiedlichen Bezugssystemen zu betrachtungen.
Spätestens bei den Problemklassikern in der ART wird das sehr schnell deutlich.
Oli