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Mathefix
BeitragVerfasst am: 05. Aug 2015 12:17    Titel:

Du musst dass mit Differential- und Integralrechnung lösen:

F = m x b (Kraft = Masse x Beschleunigung)
b = dv/dt (Beschleunigung = Geschwindigkeitsänderung/Zeit)
dW = F x ds (Arbeit = Kraft x Weg)
dW = m x dv/dt x ds (Masse x Beschleunigung x Weg)
dW = m x ds/dt x dv; ds/dt = v
dw = m x v x dv
W = m x Integral v x dv

W = 1/2 x m x v quadrat

F Kraft
m Masse
b Beschleunigung
v Geschwindigkeit
s Weg
t Zeit

W = Arbeit (Energie)
yellowfur
BeitragVerfasst am: 24. Jul 2015 13:03    Titel:

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:
Hallo,

Du bist bei Deiner Herleitung davon ausgegangen, dass die Geschwindigkeit konstant bleibt.

Die kinetische Energie ist aber die Energie, die während der Beschleunigung aus der Ruhe heraus bis zur angegebenen Geschwindigkeit aufgebracht wird.

Bei der relativistischen Betrachtung bewege ich mich auf dünnem Eis. Aber ich würde es mal so erklären (bitte krrigieren, wenns nicht ganz stimmt):

Relativistisch ist die kinetische Energie die Differenz zwischen der Ruheenergie und der Energie bei der angegebenen Geschwindigkeit:



Die klassische kinetische Energie ist dann das erste Glied der Taylorreihenentwicklung der relativistischen kinetischen Energie.

Gruß


Die Beschleunigung darf dabei auch veränderlich sein, soweit ich weiß.
Wenn du die Taylorreihe der relativistischen Energie bis zum zweiten Term aufschreibst und die Ruheenergie abziehst, dann kommt die kinetische Energie in der Newtonschen Näherung heraus (die anderen Terme werden als Korrekturterme der kinetischen Energie angesehen):

http://www.wolframalpha.com/input/?i=taylor+series+%28+++++1%2Fsqrt%281-%28v%29^2%2F%28c%29^2%29*m*c^2+%2C+++v+%29
hansguckindieluft
BeitragVerfasst am: 24. Jul 2015 12:55    Titel:

Hallo,

Du bist bei Deiner Herleitung davon ausgegangen, dass die Geschwindigkeit konstant bleibt.

Die kinetische Energie ist aber die Energie, die während der Beschleunigung aus der Ruhe heraus bis zur angegebenen Geschwindigkeit aufgebracht wird.

Bei der relativistischen Betrachtung bewege ich mich auf dünnem Eis. Aber ich würde es mal so erklären (bitte krrigieren, wenns nicht ganz stimmt):

Relativistisch ist die kinetische Energie die Differenz zwischen der Ruheenergie und der Energie bei der angegebenen Geschwindigkeit:



Die klassische kinetische Energie ist dann das erste Glied der Taylorreihenentwicklung der relativistischen kinetischen Energie.

Gruß
yellowfur
BeitragVerfasst am: 24. Jul 2015 12:50    Titel:

Das wurde hier

http://www.physikerboard.de/topic,25559,-herleitung-formel-kinetische-energie.html

und hier

http://www.physikerboard.de/topic,36297,-kinetische-energie---faktor-1-2.html

schonmal im Wesentlichen diskutiert. Das Problem ist, wenn du s = vt einsetzt, nimmst du eine unbeschleunigte, gleichbleibende Durchschnittsgeschwindigkeit v über die Strecke s an, was nicht immer stimmt. Wenn du s = 1/2 a t^2 annimmst, stimmt die Rechnung wieder mit 1/2 (siehe Links oben), da hier keine Geschwindigkeit für unbeschleunigte Bewegung drinsteckt, sondern v = at. Am besten rechnet man so etwas immer mit der Integralformulierung, wo ganz allgemein Funktionen s(t),v(t)=ds/dt usw angenommen werden. Damit macht nicht aus Versehen den Fehler, die Durchschnittsgeschwindigkeit über die ganze Strecke s zu nehmen.

Sobald du mit E = mc^2 zur Relativitätstheorie gehst, ist c natürlich eine Konstante der Natur, das heißt, es gibt kein Durschnitts-c mehr.
Faceplam
BeitragVerfasst am: 24. Jul 2015 11:50    Titel: Herleitung kinetische Energie

Hey,

die Gleichung für kinetische Energie ist ja klassisch;



Also wenn:


und


Dann ist




Ja wo kommt den das 1/2 her? Und warum ist es bei
nicht .

Vielen Dank Augenzwinkern

Euer Noob

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