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Viererimpuls, Masse und Energie


CC-BY-NC-SA 3.0

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Impulsmasseund Energie in der speziellen Relativitätstheoriesoll damit anfangenwas ich sagewenn jemand nach googeln will Impulsin dieser Bedeutung heißt auf Englisch Momentumtypischerweise gucken sie einen Stoß anmehrere Teilchentreffen sichund irgendwas passiert schon zum Schluss kommen wieder Teilchen rausund wir nehmen an dass diese Teilchen die vorher da sind und nachher da sindnicht mehr miteinander wechselwirkendass das freie Teilchen sinddann habe ich klassischdrei erhaltene Größenals aller erstes die Massewenn ich zusammen zähle wie viel Kilogramm an Masse reingegangen sind vorher da warenund wenn ich zusammenzähltwie viel Kilogramm Masse rausgekommen sind nach ?? da sindsolche selber rauskriegen klassischdie Summe der Massen vorher soll sein die Summen der Massen nachherdie zweite Größe die klassische Halten ist es die Energienicht die Energien dieser Teilchen vorherzusammen zähle durch dasselbe raus kriegen als wenn ich die Energien der Teilchennachher zusammen zählewobei sich Energie jetzt auf die kinetische Energie die Bewegungsenergiebeziehtund auf innere Freiheitsgradezum Beispiel insbesondere Temperaturund die dritte klassische Haltungsgrößeist der Impulseine VektorgrößeImpulsvektorenvorher auf summiertmuss dasselbe geben wie die Impulsvektorennachher auf summiertder klassische ImpulsistMasse mal Geschwindigkeitsvektordas kann man sich auch vorstellen als auf gesparte Kraftdie Ableitung vom Impuls nach der Zeitklassischmit Punkt geschriebenin der Physikdie Ableitung des Impulsvektornach der Zeitist die Masse mal die Ablehnung des Geschwindigkeit etwas nach der Zeit des der Beschleunigungsvektoraber nach Newton ist Masse mal Beschleunigungsvektorder Kraftvektordie Ableitung des Impulses nach der Zeit ist also die Kraftinsofern kann man sagender Impuls ist so etwas wie auf gesparte angesammelte Kraftüber die Zeit angesammelte Kraftnicht klassisch in irgend einem InertialsystemImpulserhaltunghabealso Summe Masse mal Geschwindigkeitsvektorfür alles was rein kommtGleichsummeMasse mal Geschwindigkeitsvektorfür alles was rauskommtwie auch immer rauskommen magich das in irgend ein Initialsystemhabe dann muss das in allen Initialsystemengeltendas ist ein Aspekt der Relativitätin einem anderen Inertialsystemmit der RelativgeschwindigkeitVsichstattdessen folgendesnicht V einsals Geschwindigkeitsondern V einsminus die RelativgeschwindigkeitKomma klassischer seid sich dieselbe Masse für das erste Objekt im einsund entsprechend für die anderendamit keines der beiden Initialsystemebevorzugtes sollte auch nicht sein der Weltmuss aus dieser oberen Gleichung die untere folgen und aus der unteren Gleichung die obere folgenwenn ich in dem einen InertialsystemImpulserhaltunghabe muss ich auch in allen anderen InertialsystemImpulserhaltunghabenKomma nachgucken und das fusionierte ich meine malen Fragezeichendrüber warumgilt diese Gleichungauf der linken Seite stehtMasse eins Gefälligkeitsvektorein zweites freiwilliges Vektor zweiminusdie Summe der Massenmaterelativ Geschwindigkeitsvektorauf der rechten Seitehaben wir entsprechendMassen mal Geschwindigkeitsvektorenminusdie Summe der Massenmal unsere relativ Geschwindigkeitsvektorzwanzig Uhr dass dieser blaue Teilpassen muss wegen der Impulserhaltungim OriginalInertialsystemund der grüne Teilder muss passenwegen der Massenerhaltungdie Summe der Massenlinksmuss die Summe der Massen recht sein?? in der Tatdiese Gleichung gilt genau dann wenn die Gleichung oben Geldwobei im Hinterkopf haben müssendas auch die Massenhaltung brauchen als diese drei Erhaltungsgrößenspielen einander die Bälle zudas hier war die klassische Rechnungweist die Welt in Ordnungund jetzt kommt die Relativitätstheorieund die sagt auchdie Addition von Geschwindigkeitendie ist leider nicht so billig das sieht viel komplizierter ausdamit bricht diese Argumentationhier zusammendas kann man sich leicht am Beispiel konkret verdeutlichenaber ich denke es ist klarder wesentliche Punkt dieser Argumentationist kaputt mit der relativistisch Addition von Geschwindigkeitenwir brauchen ein neues Konzeptoder zumindest ein besseres Konzeptwas soll der Impuls sein Wassermassesein Wasserenergieseinaber dieser Grundgedankeder Relativitätder lässt sich weiter spinnenich suche nun im Rahmen der speziellen Relativitätstheorieeine Art Impulsmit der Eigenschaft das mit dem Puls in einem Initialsystemerhalten ist er automatisch in allen anderen Initialsystemerhalten istdas schränkt die Suche nach möglichen Ausdrücken extrem einüber die Jahrzehnte haben sich die Leute sehr viele Gedanken gemachtwie man sich überlegen kann was der Impuls denn sein muss in der Relativitätstheorieeine Möglichkeit ist Stöße im zweidimensionalenzu untersuchenehrlicherweise war unter mindestens zwei Dimensionen was herauszufindeneine andere Möglichkeit ist von Licht auszugehenund muss ich zuerst überlegen was den Lichtfür ein Impuls haben mussund was mit der Wellenlänge von Licht passiertwenn ich mich bewege als Beobachterich persönlich finde den Ansatz über das Informationsverhaltendamit das Artistenwie gesagt ich möcht ja dasswenn ich im ein initial System messe und die Impulserhaltunggilt dass sie automatisch in allen anderen gelten solldas heißt der Impuls muss etwas sein was sich recht einfachtransformiertvon einem initial System ins anderedass ich relativ einfach umrechnen kann vom einen Sozialsystemins andere sonst kann das kaum hinhauenzweigrundlegende Typen von Translationeinmal die Drehungendes eine Zahl System kann einfach gegenüber dem anderen gedreht seindessen Achsen können gedreht sein soll ich genauer sagenundder Kern der Lorenzen Summationdie Lorenz Busdie beiden Systeme bewegen sich mit angegebenen RelativgeschwindigkeitVektorund es ist zu wenig Drehung drin wie möglichzu ?? Lorenz bewusst um den GeschwindigkeitsvektorVbei Drehungenwas passiert mit Differenzen von Ortsvektorendelta Xdie werden einfach gedreht mithilfe einer Rotation Matrixfür den Impuls für dasselbe Verhalten haben mit derselben Rotation Matrixwenn ich die Komponentendes Impulses in dem einen System habemöchte ich die mit der Rotation Matrix modifizierenund das sollen die Komponenten im anderen System seindie drehen sich genauwie die Komponenten der Differenz der Ortsvektoram Lorenz Bus wird komplizierter ich muss es berücksichtigen dass ich eigentlich mit Ereignissenarbeite wenn hier der X sind schreibeauch noch ein Delta Tzu welchen Zeitenwurden die Orte bestimmtdie neue Differenz der Ortsvektorennach dem Lorenz Wust wird seindie alte Differenz der OrtsvektorenminusRelativgeschwindigkeitVektor ?? Delta TBeistrich System hat sicher bewegtin der Zeitspanne zwischen durchplus ein paar relativistisch?? Korrekturenaber im wesentlichenist dasdas was den Lorenz Bus ausmacht für kleine Geschwindigkeitenalso mit dem Impuls passierendas soll natürlich auch wieder der Originalimpulssein aber jetzt korrigiertwie kommt die Geschwindigkeitreinwenn ich von dem ein goldener System ins andere gehen ich muss natürlich wie eben bei der klassischen RechnungMasse mal Geschwindigkeitsvektorziehen von meinem Impulsdann erwarte ich auch hier natürlich noch irgendwelche Korrekturenaber für normale Geschwindigkeitenweit unterhalb der Lichtgeschwindigkeitwäre dasdie sinnvolle Translationmir für die Delta T und älter Xda habe ich die normal äußeren Summationstarte mit diesem VierervektorC delta TX Vektorund die Offiziere mit einer passenden Lorenz Matrix und Krieger ausC mal deltaT BeistrichDelta X strichund die Lorenz Matrix mit dem allgemein eine Mischung sein aus einer Drehung und einem Lorenz bewusst das aber schon gesehenman sich die Translationsgleichungendie erhofften Transmissionsgleichungenfür den Impulsvektoransiehtdas schwer so auswie die Gleichungenfür delta X delta Tbei der Drehung passiert nichts überraschendesund wenn ich in ein System transformierendass eine Relativgeschwindigkeitungleich null zu meinem Originalsystemhatkrieg ich hierso einen Termrelativ Geschwindigkeitsvektormal irgendwasdas schreit ganz schwer danachdass derImpuls in der Relativitätstheoriesichauch so transformierenmusswie das delta T delta X von Ereignissenhier sollte dieselbe Lorenz Matrix vorkommenund mit diesem Vierervektorsoll offensichtlich das P stehenX Y Z Komponente von irgendetwaswas sich anfühlt wie der klassische Impulsauf der linken Seite natürlich auchdie Strich danndamit dieses hier funktioniertKomma uns ausdenken was hier rumstehen musshier steht zehnmal delta T damit ich den Termkriege minus V Vektor mal Delta Cnun möchte ich aber minusV Vektormalähm haben nicht der IKT sondern ähmalso muss hier zwangsläufig stehen zehnmalähmda diese Seite dann sinnvollerweisezehnmal am Strichwas auch immerähm unter dem Strich jetzt mit der ganz normalen Masse zu tun hatdie Masse muss offensichtlich verallgemeinertwerdenich schreibe das hier mal in Anführungszeichennach ?? wird klar was hier eigentlich stehtaber es muss etwas mit der Masse zu tun haben nicht Geschwindigkeitmal Massewenn die Welt in Ordnung ist wenn alles so simpel bestmöglich funktioniertWiesner kann dann ist das hier mein Kandidatfür den Impuls in der speziellen Relativitätstheorieersetzt keine strenge Herleitungkann sowieso nicht gelingen irgendwo muss man Annahmen einbauendas zeigt nur dass es hochgradigplausibel ist allein schon aufgrund des Informationsverhaltenswill ich diese Kombinationhierdiesen Vierervektorals Impuls in der speziellen Relativitätstheoriehabendas wird der Viererimpulsim Ruhesystemalso da wo sich die Sorbet nicht bewegt es einfach auszurechnender Impulsvektormuss sinnvollerweiseNull sein wir haben keine bevorzugte Richtungund hier steht der stechende GreifendceMal dieMasseich schreibe mal im AC dass es nachher besserund wir haben bei den Nullvektordiese Masse hier ist die Ruhemassedie Masse die ich im Ruhesystemdes Teilchens Messewelchen Impuls nicht im groß System haben will dass es ein bisschen langweilig sondern in einem anderen System haben will muss ich mein Teilchen tatsächlich bewegtsich die passenden USA Summation anwendennetterweise brauche ich wegen des Nullvektor siehe untenmir keine Gedanken zu machen was in der zweiten Spalte steht von der Lorenz Translationsmatrixoben links stehtder LorentzfaktorKommaund hier in Zeit zwei drei viererste Spaltesteht ein spaltenvektorminusgammamalden Relativgeschwindigkeitsvektordurch die Lichtgeschwindigkeitrelativ schwindlig als Vektor ist jetzt minusVwenn V der Geschwindigkeitsvektorvon meinem Teilchen istmein Teilchen ruht in diesem Systemund in dem System hinter sich transformierenbewegt sich der Ursprungmit minus V von meinemursprünglichenUrsprung wegweshalb hier minus Vund das macht zusammenLorentzfaktormal im ACplus irgendwas mal Nullvektorminus minussiebzig Weg Lorenzfaktormal Geschwindigkeitsvektordurch C mal Chitzig weg war die massige und steht also Lawrence Faktor mal Masse malGeschwindigkeitsvektorsie untenist als die Verallgemeinerungdes normalen klassischen Impulsvektordas nennt sich der relativistischImpulshier sieht man schon wenn ich einen gegebenen Körperim ist konstantmehr und mehr beschleunigesich die Geschwindigkeithier erhöhenund vor allen Dingen wird das Gamma massiv anwachsenje weiter ich an die Lichtgeschwindigkeitdran Komma umsogrößer wird der Wert von Gammakammerexplodiert wenn ich mich der Lichtgeschwindigkeitnäherdaran sieht man schondas scheint ein Problem zu geben Körpermit Masse ungleich null auf Lichtgeschwindigkeitzu bringenim Prinzip ist das unten aber mehr oder minder harmlos der ganz normale Impuls wenn wir keine großen Geschwindigkeiten habenüberraschender istdiese KomponenteLorentzfaktor mal Masse mal Lichtgeschwindigkeitsdeckungund setzt genau ander Lorenz Faktor war einst durch die Wurzel aus eins Minuslänge des Geschwindigkeitsvektorsquadratdurch die Geschwindigkeit paratund es bleibt MasseRuhemassemal Lichtgeschwindigkeitstehenund nun überlegt man sich etwas genauer was denn dieser Lorentzfaktormachtwenn die Geschwindigkeitklein ist im Verhältnis zu Lichtgeschwindigkeitsteht hier mehr oder minder eins durch Wurzel eins hier steht einsaber das geht noch etwas genauerich wollte meine Funktion Einzigwurzel X wenn ich eins einsetzeBeistrich Wurzel eins kommt auch wieder eins rausmich interessiert was passiert wenn ich etwas weniger als eins Ansätzedazu will ich die Tangentengeradean dieser Stelle ist gleich einsdas Komma leicht mit der Ableitung ausrechnen ?? Tangentengeradehat die Steigung minus ein halbein kleines Stückchen unterhalb der eins nachgucken was diese Funktion machtkann ich einfachstatt dass ich auf der originalschwarzenKurve nachgucken auf der grünen Tangentengeradenachguckenund finde ich G um halbenach obenweil die Tangentengeradedie Steigung minus ein halb hat es diese Stückchen hier ist Haar halbealso ist einst durch Wurzel eins MinushaarungefähreinsPlus habeich lese einfach auf die Tangentengeradenaich schreibe maldas esgleicheins plus H halbe plus und so weiterganz professionell müsst man statt der drei Punkt DE schreiben groß O von H Quadrat aber das führt zu weit das im wesentlichenist einzig Wurzel eins minus ?? eins Plus H Halbewenn das Haar nicht zu groß istdas kann ich nun verwendeneins Plusund mein Haar ist jetztLänge des ?? nicht als Vektor sind quadratisch Lichtgeschwindigkeitins Quadratalso ein halb malLänge des GeschwindigkeitsvektorsinnsquadratDurchcequadratplus Hörerordnungenmal NCich ziehe den Faktor eins durch C rausmanche vorne einmalim MalceNordseequadratweil hierdurch zehn Teileim AC Quadrat plus ein halbeines der beiden sie's im Nenner habe schon ausgezogen das andere C kürzlich mit demMasse mal Länge des Geschwindigkeitsvektorins Quadratplus Terme höherer Ordnungwird sich hierOHihr steckt die klassischekinetischeEnergie drindrängte sich auf das der ganze Ausdruck in den Klammern hier eine Art Energie sein muss zumindest von der Einheit der ist es schon eine Art Energieweit ist es dann auch insgesamt eine Art Energieganz aus vier Klammern heißt danndie relativistischEnergieeinfach groß Egenanntan dieser Gleichung hier sieht man schon das diese relativistischEnergieniemals negativ werden kanndas Essen andere Situation als in der klassischen MechanikKomma den Nullpunkt Energie beliebig festlegen kannzurück zum Informationsverhaltenjetzt habe ich also einen Vierervektorgebautder sich anfühltwie der klassische Impulsgeschwindigkeitenklein sindich weiß dass diese oberste Komponentewas mit Energie zu tun hatund wenn die Welt nicht zu kompliziertistdann sollte diese Viererimpulseine Erhaltungsgrößeseindenn der Funktionär doch alles mit den Transformationenin einem Systemin Vierer Impuls erhalten habedann wird mithilfe der Lorenzen Summation der Vierer Impuls auch sofort in allen anderen Systemen erhalten seinman hofft also dass der Viererimpulseine erhaltene Größe istwenn ich also ein Stoß habe von Teilchendie vorherohne Wechselwirkungsind freie Teilchenund nachher ohne Wechselwirkung sind Freiteilchenerwarte ich dass die Summe der Viererimpulsevorhergleich der Summe der Viererimpulsenach ?? istalso der Lorentzfaktor für das erste Teilchenmit dem Geschwindigkeitsvektorvom ersten Teilchen Gamma einswar die Masse vom ersten Teilchen die Lichtgeschwindigkeitder oberen Komponenteund Gamma einsMasse eins Ruhmassenicht damit immer ?? und den Geschwindigkeitsvektorvom ersten Teilchendas wäre der Viererimpulsvon dem ersten Teilchenschlussder für das zweite Teilchen soll also gefährlich seinder für das dritte Teilchen was da raus kommt bloß der für dasvierte Teilchenund Wasser Komma hier Produkten erscheintdas heißtErhaltung des Viererimpulseswenn die Welt so funktioniert wie sie sinnvollerweise fusionieren solltedamit sind jetztdie drei klassischen ErhaltungssätzeImpulsmasseEnergiezu einem einzigen gewordenhier unten in den drei Komponentenmit den Vektorenhabe ich die klassische Impulserhaltunggeht es ist der relativistischImpuls erhalten istund hier obenin der oberen Komponentehabe ich die Energieerhaltunghier steht ja die relativistischEnergie durch die Lichtgeschwindigkeitund das Überlauf summiertvorhersoll gefälligst dasselbe sein wie das Überlauf summiertnachherwas fehltist die Erhaltung der Massewenn ich mir die Energieerhaltungansehensteht der Lorentzfaktor für das erste Teilchenmassedes ersten Teilchens LichtgeschwindigkeitplusOrtsfaktor für das zweiteWasser des zweiten Lichtgeschwindigkeitgleich?? Faktor für das drittewas kommt heraus das dritte Teilchenwas für das dritte nicht Geschwindigkeitgroß und so weiter für alles was rauskommtdaran sehe ichdass die Summe der Ruhe Massen im eins Plus im zweiauf der Eingangsseitetypischerweisenicht das selbe sein wirdwie die Summe der Ruhemassenauf der Ausgangsseiteder Lorenz Faktor ist ja nicht exakt gleich einssondern je schneller sich das jeweilige Teilchen bewegt umso größer wird ?? werdenwenn sich keines Leerzeichen bewegen würde ja in der Tat dann haut das hin dann habe ichdiese Summe der Ruhe Massen auf der Eingangsseiteist leichte Summe der Ruhemassen auf der Ausgangsseiteaber das ist natürlich ein sehr spezieller Spezialfallwir haben als im allgemeinen nichtdie Erhaltung der Ruhemasseganz im Gegenteil man sieht das es gewissen Austausch geben kannzwischen Masseund Energiewurde hier zumindest zwischen Masse und Geschwindigkeitich kann die linke Seite konstant haltenund auf der rechten Seite vielleicht etwas mehr Masse geben aber eine kleinere Geschwindigkeitoder eine höhere Geschwindigkeiterläuterte wird größer und eine kleinere Massedas sei schon mal das ist ein Wechselspiel geben kann zwischen Masseauf der einen Seite und kinetische Energie auf der anderen Seitean den Viererimpulsfür Teilchen mit hohem Maße ungleich null was anderes gibt's in der klassischen Mechanik auch nichtPunkt das war dann der oberen KomponenteLorenz Faktum Anmaßung Lichtgeschwindigkeit?? und in den unter drei Komponenten Lorentzfaktormal Masse Uhr MassemalGeschwindigkeitsvektoroderoben steht die relativistischEnergie durch die Lichtgeschwindigkeithatten wir gesehen und unten sagt man einfach das ist der relativistischImpulsdas heißtwenn ich dieses ausrechnendas Quadrat der relativistischEnergie durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeitminus das Quadrat der Länge des relativistisch Impulsist gleichEcuador Durchcequadratmacht Komma Quadrat im Quadratscequadratdie Länge von B ins QuadratKomma Quadratim Quadrat die Länge von Fouls Quadrat Komma gefordert im Quadrat ganz recycelnwir noch die Länge von Frau ins Quadratist gleichwas ins Quadratgroß O Strichoben am AC Quadrat minus die Länge von Fouls Quadratslohnzweites eins durch Wurzel eines Missbrauchs oder durch zig von ?? das Quadrat wird also sein eins durcheins minus die Länge von Frau ins Quadrat Durchcequadratwenn ich oben ein Faktor C Quadrat rausnehmesteht in Zähler und Nenner dasselbeganz ist alsoim Quadratscequadratalso das Quadrat der relativistisch Energiedurch Geschwindigkeit des Grad minus das Quadrat der Länge vom Illertissen Bus istOmas ins Quadrat mal nicht Geschwindigkeit ins Quadratund das können wir auflösenrelativistischEnergiewertwerden Cdieses C von dem sie Quadrate unten mal die Wurzelim Quadratscequadratplus die Länge des relativistischSymbols ins Quadratdavon Komma sich zwei Grenzfälle anguckenGrenzfall einslasse die Ruhemasseungleich null festund lasse die Geschwindigkeitim betraggegen die Lichtgeschwindigkeitgehendann wird die Längedes positivistischenImpulsesdie ist ja Lorentzfaktormal Ruhemassemal Länge des Geschwindigkeitssektorsdie wird gegen unendlich gehenweil der Lorentzfaktor gegen unendlich geht die Masse festdie Länge des Geschwindigkeitssektorsgegen zehndieses Produkt wird gegen unendlich gehenin die Länge desrelativistischImpulses gegen unendlich gehtdie Masse fest istwenn wirdie relativistisch Energie muss gegenwärtiggehendass es ein klares Zeichen dafür dass es nicht gelingen wird Körper von Unterlichtgeschwindigkeitauf Lichtgeschwindigkeitzu beschleunigenund müsste unendlich viel Energie reinsteckender zweite Grenzfallich lasse die Energie festund lasse die Ruhemasse gegen null gehendiese Ausdruckes festdieser Ausdruck geht gegen Nullwar die Masse gegen null gehtalso sehe ich dass die beiden gleich werden müssenes muss als die länger von dem relativistischImpulsvektorgegenrelativistischEnergiedurch Lichtgeschwindigkeitgehendie Länge des relativistisch im Bus Verkehrs kann mir aber schondass es der Lorentzfaktormal die Ruhemasse mal die Länge vom Geschwindigkeitsvektoroder aus buchstabiert die Ruhemasse nach vorneKlänge von Geschwindigkeitsvektorenjetzt ?? uns Faktor die Wurzel eins minus Länge vom Geschwindigkeitsvektorquadratdurch LichtgeschwindigkeitQuadratdie Ruhemasse soll gegen null gehendas Produktsoll aber gegen einen endlichen Ausdruck gehenda musste der zweite Faktor gegen unendlich gehenes sei denn die Energie ist null ein bisschen langweiligwie scharf dieser zweite Faktor ist die endlich zu gehen offensichtlichin dem die Länge des Geschwindigkeitssektorsgegen die Lichtgeschwindigkeitgehtdas gibt uns ein Verdacht was nicht passieren soll wenn ein Teilchen die Ruhemasse null hatdann soll ich dessen Energie kriegen in dem ich die Lichtgeschwindigkeitmal die Länge von Impulsvektorrechnerdie Länge des Geschwindigkeitsvektorsollte gleich der Lichtgeschwindigkeitseindas wäre in der klassischen Mechanik schwer vorstellbarein Teilchenohne Massedas ich nicht abbremsen kannaber genau das ist was wir an dieser Stelle insbesondere für Fotonen erwartenwas dieses kann man sich überlegen das ins relativistischEnergie Enicht einfach nur die kinetische Energie drinsteckt kannich betrachte zwei identische Raumstationendie Irgendwodurch Lehrer All fliegenund die habenganz großzügige Labore trennen chemische Labore kerntechnische Laboreelektrische Maschinen aller Artenund so weiterdie Sonne mein Bezugssystemgenau aufeinander zu fliegenmit entgegengesetztenaber gleichgroßen Geschwindigkeitenund wenn die aufeinanderprallendann irgendwann sollen sie sich aneinander verhakenKomma bisschenweiter eingebautdass der Aufprall nicht ganz so hart wirdirgendwann werden die beiden also in dieser Situation sein das sie verhaktdurch die Gegend fliegen nachdem sie sich getroffen habenwenn ihr einfach die Labore sind und nichts passiertist klar dieser Geschwindigkeitsvektorbleibt derselbe dieser Geschwindigkeitsvektorbleibt derselbewenn sich die beiden getroffen habenwir diese zusammengekoppelteAnlageruhen in meinem Bezugssystemes mir lieber folgendes machen in dem linken Labor soll fleißigExperimentealler möglicher Art laufenwährend des Flugessollen chemische Experimentekerntechnischeelektrische Experimente laufenaber nicht in dem rechten Laborverbleibt alles unangetastetbei dem Gedächtnis keine Frage dass dieser Geschwindigkeitsvektorimmer derselbe bleiben wird wie sie sich treffenbei dem linkenwird auf lange Sicht der Geschwindigkeitsvektorauch derselbe bleiben müssen kann sein dass der Kasten ein bisschen hin und her wackeltwenn jemand einen Ball an diese Wand schießtsich der Kastenetwas schneller aber irgendwann wird dabei woanders auftreffen und den Kastenwieder verlangsamenauf lange Sicht muss dieser Geschwindigkeitsvektorauch konstant bleibenundwenn es im Universum mit rechten Dingen zugehterwarten wir eigentlich doch auchdas nach dem zusammen koppelndiese beiden Laboruntersuchungenin unserem Bezugssystemauch wenn hier massiv Energie in verschiedene Form umgewandelt worden istund jetzt gucken uns das an was es aus Sicht der Impulserhaltungheißtdieses hier betrachte ich als einGesamtsystemmit einer bestimmten Masse Ruhemassegleich als sie in Variante Masse aber bleibe es bei Biomassedann steht daist der Lorentzfaktorzu dieser Geschwindigkeitmaldie Masse vom linken?? Vund jetzt entsprechend für den rechtenLorenzfaktordurch derselbeSkonti noch den Betrag der Geschwindigkeit an mal die Masse vom rechtenmal minusden Geschwindigkeitsvektordas ist der relativistischImpulsvektorvor dem Zusammenstoßund das muss werdender Nullvektordenn nach dem Zusammenstoßsoll das Gesamtsystemnun in meinem Bezugssystemsiehtman dass diese Massengleich sein müssenuns ganz sicher funktionierendass der null rauskommtund in der Energie steht Lorenzfaktormal Masse mal Cdas muss dann auch für beide gleich seinmit anderen Worten es kann nicht darauf ankommen welche Energieformgerade vorliegtichhabe gerade eben schon die Ruhemasse umgetauftin in Variante MasseMediasystemalsBlackbox betrachtezum Beispiel das Labor von ebeneinige Design sind das ich von Ruhemasse redeich gar nicht genau rein das Laborsystemruhtirgendwoin irgendeinem System Montag mit die Masse an das wir die Ruhemasse seinwenn ich rein gucke aber nicht die Kiste aufmache und sehe das in diesem System noch ganz Schlimmes passiert?? gezähmt ein positiv geladenes Teilchenund das negativ geladene Teilchen rum fliegenich die Kiste aufmachedann ?? ich typischerweise von der ?? in Variantenmasseund kann mir überlegen wie die zustande kommt die verhält sich wie die Ruhemassetypischerweise guck ich da nicht rein zum Beispiel beim Proton den Gewicht eine Ruhemasse aber guckten erstmalig rein oder Vertrags drinstecktwenn dann noch was drin stecktkann ich mir überlegen wieder diese Ruhemasse zustande kommt und dann hast sie gerne in Variantemassedas ist natürlich einmal die Masse von denSubsystemenwieder drinsteckt?? ich muss aber berücksichtigen was hier an Energie dabei ist die kinetische Energie auf jeden Fallsich damit durch den Faktor einundsechzig vertrat damit es wieder eine Masse wirdund potentielle Energiekann also nicht einfach die Massenan den UntersystemenTeilchensein mag addierensondern ich muss auch berücksichtigen was an Energie dazu kommtKomma sich am leichtesten forschte man diese Teilchen hier aus den unendlichen holtkeine Wechselwirkungdas heißt hier kann ich ganz normal die Impulse ausrechnenund zusammen addierenbring ich sie aus dem endlichenin meinem Kastenweil diese beiden Ladungen sich anziehenwird Energie frei werden die wird sicherlich abgestrahlt werden in Form von Fotonenso das zum Schluss hier die potentielle Energienegativ sein wird ich hatte zwischendurch wasverlorenPunkt solchen Überlegungen kommt man dann auf die in Variante Massekann ausrechnen was denn diese in AnführungszeichenRuhemasseeines solchen Systems ist?? hat es so lange gedauert das zu bemerkenKomma nicht schon Newton gemerkt das was faul ist mit der Erhaltung der Masseum uns die Erhaltung der Masse aus Sicht der speziellen Relativitätstheorieaus der oberen Komponentevom Viererimpulslieh sich ab das Lorenz Faktorfür das erste Teilchen Mal Ruhemasse des ersten Teilchens plusselber fürs zweitedas sein muss was dann auf der Ausgangsseite wieder rauskommtund sagte fürs dritte Mal Masse des dritten und so weiter was auch immer dein stehtfür Geschwindigkeitendie aber weit unter der Lichtgeschwindigkeitliegenist der Lorentzfaktorpraktischeinsund dann steht hier praktisch die Massenerhaltungdie erste Masse plus die zweite Masse ist die dritte plus plus und so weiteraber nicht alle Geschwindigkeitenim Alltag sind ganz viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeites kann ja auch Licht dabei seinwas passiertwenn hierein Foton rein fliegt und dabei Tanz rausfliegt und noch eins rausfliegtdann bekomme ich in dieser Gleichung noch etwasvon der Art der Energie des LichtsDurchcequadratmuss ja auf Masse umrechnenKomma wenn die Energie des Lichts eineralltäglicheGrößenordnunghat und ich teile Durchcequadratdann bleibt nicht viel übrig?? sagen das Lichtist in dieser Bilanz vernachlässigbarim Alltagund es bleibtdas wasdie klassische Physik sagtdie Summe der Massen die reingehenist die Summe der Massen die rausgehen in sehr sehr guter Näherungwie steht's mit der klassischenEnergieerhaltungin Energieeinheitensteht hier ja Lawrence Faktor für den ersten Mal die Masse des ersten Mal Cequadratplusund so weiter für den zweiten?? wissen schon was der Lorentzfaktorersten ?? tut das ist eins plus ein halb malGeschwindigkeitins Quadrat durch Lichtgeschwindigkeitins Quadrat plusTerme höherer Ordnungdas alles zusammen trage finde icheinmal im einzig vertrateinmal im zwei Ziffer Punktauf der rechten Seite analogeinmalim dreißigGradplussprechen Terme für die anderendann kommt die kinetische Energie ein halb Geschwindigkeit Quadrat nicht ständig als Quadrat hebt sich Beckmann Massealsoein halb mal im einsLänge von V eins ins Quadratplus ein halb mal im zweiMenge von Frau zwei ins Quadrat und viereinhalbmal im Dreiringevon Fraudrei ins Quadratplus für die anderenSchlusstermehöherer Ordnung die drei Pünktchen hierdas heißtwenn ich hier die obere Zeile Zusammenfassungdie Massen linksminus die Massen rechtsMalcequadratzusammen genommenplus die klassische kinetische Energie vom erstenPlus die klassische kinetische Energiefondsreitenplus Terme höherer Ordnungwird seinden habe ich erledigtklassische kinetische Energie vom drittenFluss die von den übrigenSchussterme höherer Ordnungund was hier stehtist dann schlicht und ergreifend die klassische Energiedifferenzwie viel Energiedie Teilchen in sichaufgenommenhaben oder verloren haben insbesondere zum Beispiel Wärmechemische Energiedann steht hierbis auf die Therme höherer Ordnung die ganz normale klassische Energieerhaltungder Trick ist also dass diese Massenbilanzihr fast zu Null aufgehtso das das ganze Malcequadrateine Energie in handelsüblicher Größe ist