Zug mit Lichtgeschwindigkeit - Relativistisch

Mecha112 · Gast

Meine Frage:
Könnt ihr mir bei folgender Aufgabe helfen?
Ein Zug fährt mit Lichtgeschwindigkeit und ich befinde mich in dem Zug und schalte die Taschenlampe ein. Mit welcher Geschwindigkeit sieht ein ruhender Beobachter am Bahnhof das Licht der Taschenlampe?

Wie sieht es aus, wenn der Zug sich mit 0,9 c bewegt und ich mich in dem Zug mit 4/5 c?

Meine Ideen:
Wie muss ich rechnen? Es ergibt sich Überlichtgeschwindigkeit.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

Die Aufgabenstellung ist ziemlicher Käse (der Zug fährt also mit Lichtgeschwindigkeit ... später lernt ihr dann, dass das gar nicht geht ... hoffe ich).

OK, evtl. trotzdem eine kleine Hilfe: sagt dir die relativistische Geschwindigkeitsaddition etwas?

Mecha112 · Gast

Zum Zug. Natürlich kann etwas massebehaftetes in diesem Universum niemals c erreichen, das ist klar ;-) Es geht um das pure Verständnis der Geschwindigkeitsaddition. Wie muss ich denn bei der relativistischen Geschwindigkeitsaddition rechnen?

Nobundo · Anmeldungsdatum: 12.03.2014 Beiträge: 168

Es ist egal wie schnell sich der Zug bewegt (v<c muss aber schon gelten) und wie schnell du dich dann noch im inneren des Zuges bewegst (ebenfalls langsamer als c). Die Geschwindigkeit des Lichtes (auch aus einer Taschenlampe) ist für alle Beobachter in allen Inertialsystemen gleich der Lichtgeschwindigkeit c. Du kannst dir also Addition von GEschwindigkeiten bei dieser Fragestellung sparen.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

Mecha112 · Gast

Ich glaube ich muss die Formel mit ux=ux'+v/1+ux'*v/c² nehmen grübelnd

Wenn ich diese anwende, dann komme ich im ersten Fall auf genau c und im zweiten auf 0,9884 c.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

schreib doch die Formel bitte richtig auf - zumindest mit Klammern

Mecha112 · Gast

Ich meine diese Formel ux=(ux'+v)/(1+(ux'*v/c²)). Hoffe, die Ergebnisse stimmen trotzdem.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

und du kannst natürlich alle Geschwindigkeiten u,v in Bruchteilen von c angeben, d.h.

Mecha112 · Gast

Bei u=v=c schreibe ich dann (c+c)/(1+(c*c)) = (1+1)/1+(1*1)) = 1 = c.

Mecha112 · Gast

Frage an TomS. Ist es richtig, wie ich es im letzten Beitrag geschrieben habe?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

Ja; wobei ich als kleiner Pedant immer den Grenzübergang für v gegen c (nicht v=c) betrachte, denn die Herleitung der Gleichung gilt auch nicht für v=c sondern nur für v<c.

Mecha112 · Gast

Bei dem zweiten Fall könnte ich die Formel auch problemlos anwenden. Wenn also der Zug sich mit 0,9 c bewegt und ich mich in ihm mit 0,8c.
Dann lautet es doch (0,9+0, Rock

/(1+(0,9*0, Rock

). Ist richtig ?

Mecha112 · Gast

Oh, da ist etwas schief gegangen.
Bei dem zweiten Fall könnte ich die Formel auch problemlos anwenden. Wenn also der Zug sich mit 0.9 c bewegt und ich mich in ihm mit 0.8c.
Dann lautet es doch (0.9+0. Rock

/(1+(0.9*0. Rock

). Ist richtig ?

Mecha112 · Gast

Jetzt klappt es.
Bei dem zweiten Fall könnte ich die Formel auch problemlos anwenden. Wenn also der Zug sich mit 0.9 c bewegt und ich mich in ihm mit 0.8c.
Dann lautet es doch ( 0.9+0.8 )/( 1+( 0.9*0.8 )). Richtig?