Verständnisfrage zur Relativgeschwindigkeit

Ich verstehe da etwas an der Relativitätstheorie nicht und hoffe, dass mir jemand helfen kann!
Albert Einstein bewies bereits, dass nichts schneller ist als das Licht.
Wenn zwei Autos mit jeweils 50 km/h aufeinander zu fahren, beträgt die Relativgeschwindigkeit 100 km/h, richtig?
Dann würde man glauben, die Geschwindigkeit der Lichtstrahlen ist 2 mal c. Dem ist aber nicht so! Jeder Logik widersprechend beträgt die Relativgeschindigkeit in der sich zwei Lichtstrahlen aufeinander zu bewegen trotzdem nur 300000 km/s…
Wie kann das sein? Oder verstehe ich etwas zur Gänze falsch??

Ich verstehe da etwas an der Relativitätstheorie nicht und
hoffe, dass mir jemand helfen kann!
Albert Einstein bewies bereits, dass nichts schneller ist als
das Licht.
Wenn zwei Autos mit jeweils 50 km/h aufeinander zu fahren,
beträgt die Relativgeschwindigkeit 100 km/h, richtig?

Fast, kommt aufs Bezugssystem an.

Dann würde man glauben, die Geschwindigkeit der Lichtstrahlen
ist 2 mal c. Dem ist aber nicht so! Jeder Logik widersprechend
beträgt die Relativgeschindigkeit in der sich zwei
Lichtstrahlen aufeinander zu bewegen trotzdem nur 300000
km/s…
Wie kann das sein? Oder verstehe ich etwas zur Gänze falsch??

Du vergisst lediglich etwas. Und zwar kommt es aufs Bezugsystem an. Das ist genau der Witz an der RELATIVITÄTS-Theorie. Es ist relativ, welche Geschwindigkeiten ein Körper hat. Wenn man sozusagen auf einem der beiden Lichtstrahlen säße, würde der jeweilige andere einem nur mit c entgegen kommen. Von AUSSEN, also einem anderen Bezugsystem als den beiden Strahlen hat aber jeder für sich die Lichtgeschwindigkeit. Würdest du beide beobachten und dich zusätzlich bewegen, haben die beiden Strahlen immer noch c, weil nur Licht (OK, und grundsätzlich alle Teilchen ohne Ruhemasse) die Lichtgeschwindigkeit erreichen können. Die Summe von 2 Geschwindigkeiten kann man ganz gut mit der relativistischen Geschwindigkeitsaddition berechnen:

vgesamt=(v1+v2)/(1+v1*v2/c^2). Und wenn du da 2 mal C einsetzt, kriegst du genau als Ergebnis raus. Gilt aber halt nur, wenn du das Bezugsystem auf einen der beiden Körper verlegst, und die Relativgeschwindigkeit der beiden Körper berechnen willst.

„Wenn man sozusagen auf einem der beiden Lichtstrahlen säße, würde der jeweilige andere einem nur mit c entgegen kommen“

Wenn ich auf Lichtstrahl1 würde Lichtstrahl2 mit Geschwindigkeit c auf mich zu kommen? müsste es nicht 2*c sein? In Relation zu meiner eigenen Geschwindigkeit meine ich?
Und von außen betrachtet, also fern ab der zwei Lichtstrahlen betrüge dann die Ge-schwindigkeit beider nur mehr einfach c – so hattest Du es ja auch geschrieben.

Ich habe die Formel einmal angewendet komme jedoch nicht auf das Ergebnis, welches Du genannt hattest. Wenn ich es richtig verstanden habe soll ich für v 2*c einsetzen?
Dann würde es wie folgt aussehen:

VGesamt = (V1+V2) (600‘000km/s+600‘000km/s)
___________ = _________________________________
(1+V1*V2/c2) (1+600‘000km/s*600‘000km/s /300‘000km/s2)

(1‘200‘000km/s) 1‘200‘000km/s
= _________________________________ = ____________
(1+360‘000‘000‘000km/s /300‘000km/s2) (1+4)

1’200’000km/s
= ____________ = 240’000 km/s ≠ c
5

Ich habe die Formel jetzt extra so ausführlich aufgeschrieben, für den fall dass ich mich vertan habe oder Dich falsch verstanden habe…kannst Du mir das Prinzip vielleicht noch einmal genauer erklären?

Und ganz nebenbei: wofür steht die Abkürzung OK?

„(…) weil nur Licht (OK, und grundsätzlich alle Teilchen ohne Ruhemasse) die Lichtgeschwindigkeit erreichen können.“

VIELEN DANK im Voraus!

Wenn ich auf Lichtstrahl1 würde Lichtstrahl2 mit
Geschwindigkeit c auf mich zu kommen? müsste es nicht 2*c
sein? In Relation zu meiner eigenen Geschwindigkeit meine ich?

Nein, das ist ja gerade der Knüller. NICHTS hat mehr als c (so zumindest die Übereinkunft, Tachyonen werden ja von der Wissenschaft abgelehnt). Und Licht im Besonderen hat (im Vakuum) IMMER genau c. Das heißt, wenn du auf einem Lichtstrahl sitzt (= selber von einem anderen Beobachter aus mit c unterwegs bist), und dich selbst als Bezugsystem wählst (also als „in Ruhe“ betrachtest), hat der andere Lichtstrahl trotzdem nur c. In der Rechnung müsstest im Prinzip, wenn du weißt, dass Licht immer mit c reist, gar nichts rechnen. Die Formel gilt für die „Umrechnung“ vom einem äußeren Bezugsystem auf eines der beiden anderen (in unserem Fall also einer der beiden Lichtstrahlen). Wenn du also in die Formel für v1 & v2 jeweils c einsetzt, kriegst du am Ende wieder c raus ((c+c)/(1+c*c/c²))=2*c/2=c).

Und von außen betrachtet, also fern ab der zwei Lichtstrahlen
betrüge dann die Ge-schwindigkeit beider nur mehr einfach c –
so hattest Du es ja auch geschrieben.

Weiß nicht, obs falsch rüber kam, aber wenn du auf einem der beiden Strahlen sitzt, hat der jeweilige andere Lichtstrahl nur c, von außen hat aber JEDER für sich ebenfalls c. Einfach addieren kannst du sie aber trotzdem nicht, dafür ist die Formel oben notwendig, weil relativistisch eben nicht einfach addiert werden darf (was man eben wunderschön an deiner Frage sieht, weil 2 x c nicht geht, weil sonst größer als c).

verstanden habe…kannst Du mir das Prinzip vielleicht noch
einmal genauer erklären?

Relativistisch müssen Geschwindigkeiten immer mit der Formel addiert werden, da eine Addition immer impliziert, dass man eine Geschwindigkeit haben möchte, die von den Geschwindigkeiten beiden Körper abhängt. Was aber eben nur Sinn macht, wenn man die Geschwindigkeit relativ zu einem der beiden Körper angibt, was aber wiederum bedeutet, dass man einen als Bezugssystem wählt. Wenn man das alles genau nimmt, sind das eher Transformationen von einem Inertial-System in ein anderes, aber ich nehme mal an, das ist jetzt schon wieder eine Nummer zu weit.

Und ganz nebenbei: wofür steht die Abkürzung OK?

„(…) weil nur Licht (OK, und grundsätzlich alle Teilchen ohne
Ruhemasse) die Lichtgeschwindigkeit erreichen können.“

OK, wie „Okay“. Ich meinte damit, dass die Aussage, NUR Licht könnte mit c reisen eigentlich nicht richtig ist. Gravitonen z. B. müssten auch mit c reisen.

Hallo,

also meiner Ansicht nach beträgt die Relativgeschwindigkeit der beiden Fahrzeuge nicht 100km/h. Man mag das zwar im ersten Moment denken und für durchaus logisch ansehen.
Ich kann das hier zwar nicht erklären/ begründen, versuche aber mal, das einem bildlichen Beispiel zu verdeutlichen.
Die beiden Fahrzeuge verkürzen zwar die Zeit bis zum Aufprall um die Hälfte im Gegensatz zu der Situation, dass eins von Ihnen stehen bleiben würde. Was aber hierbei nicht geschieht, ist der Umstand, dass die Zeit an sich schneller vergeht - d.h. eine Sekunde ist nicht schon im Zeitraum einer halben vergangen. Das wäre meiner Ansicht nach so, wenn die Relativgeschwindigkeit der beiden Fahrzeuge 100km/h betragen würde.
War das irgendwie verständlich?

In der klassischen Physik werden Geschwindigkeiten vektoriell addiert.(sprich 1+1 gleich 2)
Da in der speziellen Relativitätstheorie gegeneinander bewegte Systeme durch Lorentztransformationen miteinander zusammenhängen, werden zwei Geschwindigkeiten anders zur Gesamtgeschwindigkeit zusammengesetzt. (sprich 1+1 ungleich 2)

http://de.wikipedia.org/wiki/Spezielle_Relativit%C3%…

http://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Additi…

Da steht alles ganz genau
Hoffe ich konnte dir helfen.

Jonas

Hallo deadend

Ich habe zwar schon einiges in diesem ZUsammenhang gelesen, aber eine Antwort aus der Hüfte geschossen …?
Meines Wissens ergibt sich das aus der Formel E=MxC². C² ist die Lichtgeschwindigkeit. Wenn ein Körper Lichtgeschwindigkeit erreicht hat ist seine Masse „unendlich“ groß. Größer als groß geht nicht, also auch nichts schneller als Lichtgescheindigkeit. Also kann man auch keine Taschenlampe auf Lichtgeschwindigkeit bringen, anschalten und damit einen Lichtstrahl mit doppelter Lichtgeschwindigkeit erzeugen.
Hat das geholfen? Wenn nicht, frag mal jemanden der Physik / Mathematik studiert. Der kann vielleicht die Formel erklären.
Das Thema ist sehr interessant, aber mit einfachen Worten erklären …!

Gruß Udo

Ich verstehe da etwas an der Relativitätstheorie nicht und
hoffe, dass mir jemand helfen kann!
Albert Einstein bewies bereits, dass nichts schneller ist als
das Licht.
Wenn zwei Autos mit jeweils 50 km/h aufeinander zu fahren,
beträgt die Relativgeschwindigkeit 100 km/h, richtig?
Dann würde man glauben, die Geschwindigkeit der Lichtstrahlen
ist 2 mal c. Dem ist aber nicht so! Jeder Logik widersprechend
beträgt die Relativgeschindigkeit in der sich zwei
Lichtstrahlen aufeinander zu bewegen trotzdem nur 300000
km/s…
Wie kann das sein? Oder verstehe ich etwas zur Gänze

Wie kann das sein? Oder verstehe ich etwas zur Gänze falsch??

Wie das sein kann, fragt sich am Anfang des Studiums jeder Physikstudent und nur ganz wenige verstehen am Ende die Relativitätstheorie wirklich und können eine korrekte Antwort geben. Solange nichts gegenteiliges bewiesen ist, ist diese Theorie ganz einfach zur Kenntniss zu nehmen. Jedenfalls geht es auch um die korrekten Bezugssysteme. Wenn ich in einem Zug stehe (mein Bezugssystem) und einen Ball mit 50 km/h in Fahrtrichtung werfe, bewegt sich der Ball in meinem Bezugsystem mit 50 km/h von mir weg. Wenn du am Bahnsteig (dein Bezugssystem) stehst, und der Zug fährt vorbei, kannst du eindeutig messen: Zug -> 100 km/h, Ball -> 150 km/h. Wer misst richtig ? Jawohl, jeder kann nur in Bezug auf sein Bezugssystem richtig messen. Wenn du jetzt noch bedenkst, daß sich die Erdoberfläche in Äquatornähe mit ca. 1600 km/h dreht und die Erde mit ??? km/h um die Sonne dreht und sich das Sonnensystem mit ??? km/h um das Zentrum der Milchstraße dreht, und die Milchstrasse sich vom Zentrum des Universums mit ??? km/h wegbewegt … was solls ?, es ist ein bißchen wie bei der Quantentheorie, die versteht ja auch keiner, oder zumindest nur sehr , sehr wenige. Was aber niemand daran hindert, die entstehenden Effekte zu nutzen.

Abschließend noch folgendes: Meiner Meinung nach kann man nicht alles verstehen, weil man immer bestrebt ist, sich ein anschauliches Bild zu machen, ein Bild, das auf Dinge und Erfahrungen aufbaut, die man im täglichen Leben gemacht hat. Das funktioniert einfach nicht, z.B. auch nicht bei der Dualität des Lichtes.
Ich kann die Relativitätstheorie also lernen, auch ohne sie im alltäglichen Sinne zu verstehen.

An alle:
Vielen Dank für eure Antworten, ihr habt mir sehr geholfen, doch meine eigentliche Frage steht noch immer offen – oder ich habe die Antwort darauf einfach noch nicht ganz verstanden…

An Peraz:
Das sind mir sehr anschauliche Beispiele mit den Bezugssystemen und das verstehe ich auch…aber Fakt ist ja, dass Lichtgeschwindigkeit die oberste Grenze ist. Das bedeutet die ganze Zeit kann eine gewisse Formel ange-wendet werden, nämlich (aus meinem Bezugssystem heraus): Geschwindigkeit des Zuges + Geschwindigkeit des Balles (relativ zu deinem Bezugssystem) = Geschwindigkeit des Balles (relativ zu meinem Bezugssystem) ABER nicht größer als 300‘000 km/s. Also irgendwann könnte man die Grenze erreichen und dann findet die Summierbarkeit von Geschwindigkeiten der Bewegungslehre nicht mehr statt…
Und das ist meine Frage: WARUM? Ich weiß, dass Einstein generell etwas gegen diese Gesetzmäßigkeit der Summierbarkeit von Geschwindigkeiten hatte…wieso?

Und vielen Dank nochmal an alle und Eure Antworten :smile:

„An Peraz“

sorry, kleiner Tippfehler…pedaz meine ich natürlich, tut mir leid :wink:

Hi,

ich würde ja gerne wissen, woher das Interesse kommt. Nur so, oder vom Studium?
Wenn das etwas tiefer sitzt, würde ich mal die nächste (öffentliche) Bibliothek aufsuchen. Wenn die ne gute Bibliothekarin haben, findet die schon entsprechendes Material. Aus meiner Sicht absolut empfehlenswert ist die Einstein-Biographie von Albert Fölsing
Weiters könnte man damit anfangen:
Fritzsch, Harald: Eine Formel verändert die Welt / Newton, Einstein und die Relativitätstheorie
Fritzsch, Harald: Die verborgene Raumzeit / Newton, Einstein und die Gravitation
Kahan, Gerald: E=mc² Einsteins Relativitätstheorie / Zum leichten Verständniss für jedermann

Wenn gewünscht, kann ich meine Leseliste mailen (Excel-File).
Mein Hauptinteresse gilt der Physik. Chemie, Mathematik, Erfinderschicksale und vieles anderes kommen noch dazu.
Ich selbst habe weder studiert, noch habe ich Abitur, aber An Physik war ich schon immer interessiert und in Österreich gibt es Volkshochschulen, an denen „richtige“ Physiker immer wieder Vorträge halten, ich habe viele Einrichtungen besucht z.B. Garching, DESY in Hamburg, CERN. Meiner Erfahrung nach sind die Vortragenden in der Regel sehr erfreut und geben sich alle Mühe, dem Laien Ihr Fachgebiet nahezubringen. Außerdem kann ich an der Wiener Universität als Gasthörer alle Vorlesungen anhören.

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Sie verstehen das ganz richtig, aber Sie irren sich in dem Glauben, Dumm-wie-Ein-Stein hätte bewiesen, daß Licht eine maximale Grenzgeschwindigkeit sei. Das hat er völlig grundlos behauptet und in seiner verlogenen RTh einfach vorausgesetzt, in deren mathematischen Herleitung er gleich mehrfach durch Null geteilt hat, was ihn nach allen Päpsten zum größten Lügner und Betrüger aller Zeiten macht. Deshalb erhält man auch in einfachen Proberechnungen 1=3 als Ergebnis, was Sie alles nachlesen können in
www.g-todoroff.de
www.gtodoroff.de/symbol.htm # Die RTh - ein Symbol einer falschen Theorie