Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

Die Beschreibung von Kräften auf Objekte ist eine grundlegende Aufgabe in der Mechanik. Dabei werden verschiedene Arten von Kräften identifiziert. Diese Kräfte sind zum Beispiel: Reibungskraft, Trägkeitskraft, Schwerkraft, Fliehkraft, usw. um nur einige zu nennen.
Nun haben jedoch alle diese Kräfte eine gemeinsame elementare Ursache. Unglücklicherweise wird diese Tatsache, die gemeinsache Ursache, in der Standardphysik bisher nicht angesprochen.
Die gemeinsame Ursache aller Kräfte F, die auf ein Objekt wirken, ist die Existenz einer Energiemenge E, die von der Position s des Objekts abhängt. Das elementare Kraftgesetz ist F=dE/ds.
dE/ds ist dabei kein Gradient. Es ist eine Richtungsbleitung in Richtung der infinitesimalen Wegstrecke ds.
Um nun die physikalische Ursache einer Kraft auf ein Objekt zu identifizieren, müssen wir lediglich die Energiemenge identifizieren, die von der Position des Objekts abhängt.
Bei der Reibungskraft ist das die Wärmeenergie die bei der Bewegung des Objekts pro Wegstrecke freigesetzt wird. Bei der Trägheitskraft ist es die kinetische Energie, die das Objekt gewinnt. Bei der Schwerkraft ist es die Feldenergie die in der Überlagerung des Schwerefeldes der Erde und des Schwerefelds des Objekts steckt. Diese Energie hängt von der Höhe ab, in der sich das Objekt befindet. Bei der Fliehkraft ist es wieder die kinetische Energie, die vom Abstand des Objekts von der Rotationsachse abhängt.
Die Behauptung ist nun, dass sich zu jeder Kraft auf ein Objekt eine Energiemenge finden lässt, die von der Position des Objekts abhängt. Damit werden sämtliche möglichen Kräfte mit dem elementarsten Begriff in der Mechanik, der Energie, erklärt.

Um die Behauptung zu widerlegen, muss nun lediglich eine Kraft auf ein Objekt gefunden werden, zu dem sich keine solche Energiemenge identifizieren lässt, die von der Position des Objekts abhängt.
Dazu muss ich jedoch anmerken, dass es sich konkret um eine Kraft auf ein Objekt handeln muss. Das heißt, dass in vermuteten gültigen Gegenbeispielen zusammen mit der Kraft auch das Objekt, auf das die Kraft wirkt, benannt werden muss.

Ich muss noch dazu sagen, dass es sich bei diesem Thema nicht um hochtrabende Wissenschaft handelt. Der bemerkenswerte Hintergrund ist dennoch, dass mit der hier behaupteten Erklärung aller Kräfte, die Aussage der Standard-Physik widerlegt ist, dass es keine schlüssige Erklärung für die Schwerkraft gäbe.

Also, wie gesagt, es sind alle aufgerufen ihre Phantasie spielen zu lassen, um Gegenbeispiele für die hier aufgestellte Behauptung zu finden. Ein abgeschlossenes Physikstudium ist dazu nicht erforderlich. Gesunder Menschenverstand ist völlig ausreichend.


 

Wolfgang24-1 schrieb:

Die Behauptung ist nun, dass sich zu jeder Kraft auf ein Objekt eine Energiemenge finden lässt, die von der Position des Objekts abhängt. Damit werden sämtliche möglichen Kräfte mit dem elementarsten Begriff in der Mechanik, der Energie, erklärt.

 

Meine Frage dazu ist:  Frage: Was ist Energie?

 Kurt
 

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. Der Energiebegriff ist einer der elementarsten Grundbegriffe in der Mechanik. Die Existenz von Energie gehört zu den Axiomen in der Physik. Damit, diesen Begriff zu hinterfragen, verlassen wir die Physik und wenden uns der Philosophie zu.

Wolfgang24-1 schrieb:

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. Der Energiebegriff ist einer der elementarsten Grundbegriffe in der Mechanik. Die Existenz von Energie gehört zu den Axiomen in der Physik. Damit, diesen Begriff zu hinterfragen, verlassen wir die Physik und wenden uns der Philosophie zu.

Das heisst dann: Physik ist Philosophie.
Schliesslich sollte doch die Physik die Realität wiederspiegeln, sich nicht auf "Fähigkieten" allein verlassen, sondern die realen Ursachen für die auftretenden Kräfte, also Vorgänge, benennen können.
Dabei ist der Begriff Energie, also die Rechenvariable, sicherlich hilfreich und unverzichtbar. Trotzdem bleibt ein riesen Loch vorhanden.
Energie gibts keine.

 Kurt






 

Wolfgang24-1 schrieb:

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. 

Wo nimmst du denn das her, dass Energie die Fähigkeit ist, Arbeit zu verrichten?
Energie ist unfähig, Arbeit zu verrichten.
Nur der Energieunterschied ist fähig, Arbeit zu verrichten.
Aber erst der Ausgleich eines Energieunterschiedes verrichtet Arbeit.

Das kannst du mit einem Experiment nachvollziehen:
Ein geschlossenes System ist voll mit kochendem Wasser. Sehr viel Wärmeenergie befindet sich darin.
Wie verrichtet diese Energie Arbeit?

Kurt schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. Der Energiebegriff ist einer der elementarsten Grundbegriffe in der Mechanik. Die Existenz von Energie gehört zu den Axiomen in der Physik. Damit, diesen Begriff zu hinterfragen, verlassen wir die Physik und wenden uns der Philosophie zu.

Das heisst dann: Physik ist Philosophie.
Nein, es heißt nur, dass die Physik auf etwas aufbaut. Keine Wissenschaft fängt im leeren Raum an. Sie benutzt sprachlich definierte Begriffe.
Schliesslich sollte doch die Physik die Realität wiederspiegeln, sich nicht auf "Fähigkieten" allein verlassen, sondern die realen Ursachen für die auftretenden Kräfte, also Vorgänge, benennen können.
Die Physik erklärt Beziehungen zwischen Dingen, die sprachlich definiert sind. Dinge überhaupt sprachlich zu definieren ist nicht Aufgabe der Physik
Dabei ist der Begriff Energie, also die Rechenvariable, sicherlich hilfreich und unverzichtbar. Trotzdem bleibt ein riesen Loch vorhanden.
Der Begriff der Energie ist keine Rechenvariable. Man kann diesem Begriff jedoch eine physikalische Einheit (J) zuordnen und damit Energiemengen zahlenmäßig beschreibbar machen 
Energie gibts keine. Kurt
Na ja, das hört sich nun doch etwas seltsam an. Wofür bezahlen wir dann mit unserer Überweisung an das Elektrizitätswerk?
Wie kann es denn sein, dass die Forderung die das E-Werk an uns hat, von der von uns verbrauchten elektrischen Energie abhängt?

 








 

Wolfgang24-1 schrieb:

Die Behauptung ist nun, dass sich zu jeder Kraft auf ein Objekt eine Energiemenge finden lässt, die von der Position des Objekts abhängt.

Also, wie gesagt, es sind alle aufgerufen ihre Phantasie spielen zu lassen, um Gegenbeispiele für die hier aufgestellte Behauptung zu finden. Ein abgeschlossenes Physikstudium ist dazu nicht erforderlich. Gesunder Menschenverstand ist völlig ausreichend. 

Solche Grundlagenforschung gefällt mir. 

Allein die Behauptung zu verstehen erfordert aber bereits einiges Vorwissen, also mehr als gesunden Menschenverstand. Um sich nicht von Anfang an in Spinnerei zu verlieren müsste man erst wissen, was Energie eigentlich ist oder sein soll. Auch müsste man wissen, was mit "Position des Objekts" gemeint ist. In einem hypothetisch leeren Universum mit nur genau einem Objekt hat es welche Position? Hat es überhaupt eine Position, die den Namen verdient? Ist die Position nicht immer relativ und obendrein nach Heisenberg unbestimmt? Wie sollte eine Kraft auf dieses einzige Objekt wirken, wenn sich die Kraft nicht auf eine andere Position bezieht, also auf ein anderes "Objekt" irgendwelcher Art? Fragen über Fragen...

Ich lasse also mal meiner Fantasie freien Lauf mit meinem bescheidenen Vorwissen...

Energie ist physikalisch die Erhaltungsgröße, die mit Zeittransaltations-Invarianz einher geht (Noether-Theorem). Also egal ob ich ein Experiment jetzt durchführe oder erst später, das Ergebnis ist das gleiche, wenn die sonstigen Bedingungen gleich sind. Naja, ob das jetzt sehr hilfreich ist^^. 

Interessant ist m.E. der Zusammenhang von Energie und Temperatur, auf den Harald Lesch in einem Vortrag hingewiesen hat: Demnach entspricht jeder Energie auch eine Temperatur, und mit E=mc² entspricht auch jeder Masse eine Temperatur. Bei einer Temperatur stelle ich mir naiv immer ein "nervöses" Atom vor, das nicht an Ort und Stelle verharrt, sondern sozusagen mehr oder weniger zittert, also sich hin und her bewegt, warum auch immer. Wenn es dabei mit einem anderen Atom kollidiert wie z.B. in heißen Gas, dann wird diese Energie, die dann eigentlich eine kinetische Energie ist, auch zum Teil übertragen auf das andere Atom usw., bis schließlich alle Gasatome etwa in gleichem Maß zittern, was dann ein thermisches Gleichgewicht ist...

Wo ist jetzt die Position eines Objekts, das ganz abgesehen von der Ortsunschärfe sich ohnehin im Raum bewegt aufgrund seiner Temperatur? Und hat es nicht bei 0° K trotzdem eine Temperatur, wenn es Masse = Energie hat?

badhofer schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. 

Wo nimmst du denn das her, dass Energie die Fähigkeit ist, Arbeit zu verrichten?
Energie ist unfähig, Arbeit zu verrichten.
Um eine Arbeit verrichten zu können benötigen wir ein gewisse Energiemenge.
Nur der Energieunterschied ist fähig, Arbeit zu verrichten.
Nein, auch ein Energieunterschied kann keine Arbeit verrichten. Nur wir Menschen können Arbeiten verrichten. Aber wir benötigen dazu eine gewisse Menge an Energie.
Aber erst der Ausgleich eines Energieunterschiedes verrichtet Arbeit.
Nein, auch durch Ausgleich des Unterschieds zwischen Energiemengen wird keine Arbeit verrichtet. Ein solcher Ausgleich ist lediglich mit einem Transport von Energie verbunden.
Du siehst, dass wir hier lediglich über die Verwendung von Begriffen diskutieren und nicht über Physik

Das kannst du mit einem Experiment nachvollziehen:
Ein geschlossenes System ist voll mit kochendem Wasser. Sehr viel Wärmeenergie befindet sich darin.
Wie verrichtet diese Energie Arbeit?
Du willst doch sicherlich mit dieser Experimentbeschreibung keine Grundsatzdiskussion über Thermodynamik anstoßen.
 

Wolfgang24-1 schrieb:

... Diese Kräfte sind zum Beispiel: Reibungskraft, Trägkeitskraft, Schwerkraft, Fliehkraft, usw.

Erst mal freue ich mich das du wieder da bist. Zweiten bin ich mir nicht ganz sicher ob ich dir folgen kann.

Trägkeitskraft und Fliehkraft sind nur Scheinkräfte die nicht direkt aus einem Potenzial gespeißt werden. (nicht konservative Kraft)

Reibungskraft ist auch keine Kraft die direkt aus einem Potential Schöpft sondern sie ensteht aus mikroskopischen wechselwirkungen aufgrund von Relativgeschwindigkeiten von Objekten die sich berühren. (dissipierende Kraft)

Die Schwerkraft ist eine Konservativ Kraft nur sie kann als Gradient dargestellt werden und an der stelle würde mir eine Richtunsabhänigkeit schon besser gefallen.
F =−∇E oder F = dE/ds

Aber ds ist doch eine Punktkoordinate oder nicht? spielt das volumen des Objektes kein rolle?

Wolfgang24-1 schrieb:

Energie gibts keine. Kurt
Na ja, das hört sich nun doch etwas seltsam an. Wofür bezahlen wir dann mit unserer Überweisung an das Elektrizitätswerk?
Wie kann es denn sein, dass die Forderung die das E-Werk an uns hat, von der von uns verbrauchten elektrischen Energie abhängt?

 

Das EVU berechnet erbrachte Leistung in KW/h, also Wirkungen die bei uns gewirkt haben, andere Wirkungen ausgelöst.
Energie haben sie nie berechnet und auch nie geliefert, sowas gibts nämlich nicht.

Du redest von Energiemengen, welche Mengen von was sollen das denn sein?
Den Begriff "Energie" habe ich weiter oben dargelegt, "die Energie" gibts nicht.


Kurt

badhofer schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. 

Wo nimmst du denn das her, dass Energie die Fähigkeit ist, Arbeit zu verrichten?
Energie ist unfähig, Arbeit zu verrichten.
Nur der Energieunterschied ist fähig, Arbeit zu verrichten.
....

In der Mechanik gibt es keinen Energieunterschied nur den Potenzialunterschied und dieser Potenzialunterschied ist Energie, die fähigkeit Arbeit zu verrichten.

@Wolfgang24-1: Mit Kurt zu diskutieren ist reine Zeitverschwendung, wie du siehst. Der behauptet seit mindestens 15 Jahren das Relativititätsprinzip widerlegt zu haben in einer 2-Seiten-Schrift. Licht hält er für longitudinalen Druckausgleich. Physikalische Begriffe kennt er gar nicht oder verwendet sie falsch. Ein unbelehrbarer Crackpot vor dem Herrn.
 

FabsOtX schrieb:

badhofer schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. 

Wo nimmst du denn das her, dass Energie die Fähigkeit ist, Arbeit zu verrichten?
Energie ist unfähig, Arbeit zu verrichten.
Nur der Energieunterschied ist fähig, Arbeit zu verrichten.
....

In der Mechanik gibt es keinen Energieunterschied nur den Potenzialunterschied und dieser Potenzialunterschied ist Energie, die fähigkeit Arbeit zu verrichten.

Es existiert also die Fähigkeit, Energie nicht.
Dann stellt sich die Frage was diese Fähigkeit(en) besitzt zu arbeiten/"Arbeit" zu verrichten.
Energie kann es nicht sein, die gibts ja nicht, ist ja nur eine Rechengrösse, also eine Variable.
Damit sind wir bei des Pudels Kern, wie entstehen/wer erstellt wie/was erstellt die Fähigkeit(en) Wirkungen zu erzeugen die andere Wirkungen auslösen.
Wo ist da die Quelle, wo wird das in der Physik behandelt?

 Kurt

​​​​​​​

 

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Die Behauptung ist nun, dass sich zu jeder Kraft auf ein Objekt eine Energiemenge finden lässt, die von der Position des Objekts abhängt.

Also, wie gesagt, es sind alle aufgerufen ihre Phantasie spielen zu lassen, um Gegenbeispiele für die hier aufgestellte Behauptung zu finden. Ein abgeschlossenes Physikstudium ist dazu nicht erforderlich. Gesunder Menschenverstand ist völlig ausreichend. 

Solche Grundlagenforschung gefällt mir. 

Allein die Behauptung zu verstehen erfordert aber bereits einiges Vorwissen, also mehr als gesunden Menschenverstand. Um sich nicht von Anfang an in Spinnerei zu verlieren müsste man erst wissen, was Energie eigentlich ist oder sein soll. Auch müsste man wissen, was mit "Position des Objekts" gemeint ist. In einem hypothetisch leeren Universum mit nur genau einem Objekt hat es welche Position? Hat es überhaupt eine Position, die den Namen verdient? Ist die Position nicht immer relativ und obendrein nach Heisenberg unbestimmt? Wie sollte eine Kraft auf dieses einzige Objekt wirken, wenn sich die Kraft nicht auf eine andere Position bezieht, also auf ein anderes "Objekt" irgendwelcher Art? Fragen über Fragen...

Ich lasse also mal meiner Fantasie freien Lauf mit meinem bescheidenen Vorwissen...

Energie ist physikalisch die Erhaltungsgröße, die mit Zeittransaltations-Invarianz einher geht (Noether-Theorem). Also egal ob ich ein Experiment jetzt durchführe oder erst später, das Ergebnis ist das gleiche, wenn die sonstigen Bedingungen gleich sind. Naja, ob das jetzt sehr hilfreich ist^^. 

Interessant ist m.E. der Zusammenhang von Energie und Temperatur, auf den Harald Lesch in einem Vortrag hingewiesen hat: Demnach entspricht jeder Energie auch eine Temperatur, und mit E=mc² entspricht auch jeder Masse eine Temperatur. Bei einer Temperatur stelle ich mir naiv immer ein "nervöses" Atom vor, das nicht an Ort und Stelle verharrt, sondern sozusagen mehr oder weniger zittert, also sich hin und her bewegt, warum auch immer. Wenn es dabei mit einem anderen Atom kollidiert wie z.B. in heißen Gas, dann wird diese Energie, die dann eigentlich eine kinetische Energie ist, auch zum Teil übertragen auf das andere Atom usw., bis schließlich alle Gasatome etwa in gleichem Maß zittern, was dann ein thermisches Gleichgewicht ist...

Wo ist jetzt die Position eines Objekts, das ganz abgesehen von der Ortsunschärfe sich ohnehin im Raum bewegt aufgrund seiner Temperatur? Und hat es nicht bei 0° K trotzdem eine Temperatur, wenn es Masse = Energie hat?
 

Wir sollten hier die Kirche im Dorf lassen und erstmal bei der elementaren Mechanik verbleiben. In der Sprache der Mechanik erlaubt eine gewisse Menge an Energie, eine Arbeit zu verrichten, für die dieser Energieaufwand erforderlich ist. Die Mechanik, bzw. das physikalische Fachgebiet "Mechanik", setzt dabei voraus, dass der Energiebegriff bereits sprachlich ausreichend definiert ist, und daher nicht weiter erklärt werden muss.
Die Aufgabe "Erklärung der Ursache von Kräften" ist somit im physikalischen Fachgebiet "Mechanik" erfüllt, wenn diese Ursache anhand elementarer Begriffe aus der Mechanik erklärt ist. Dadurch, dass in dieser Erklärung lediglich Energie und Position vorkommt, ist die Aufgabe erfüllt.
Der Begriff der Position ist dabei nicht als absolute Ortsangabe sondern als relative Angabe zu verstehen. Wie du richtig sagst, macht eine absolute Ortsangabe in einem leeren Raum keinen Sinn. Die Position s des Objekts ist somit als relative Ortsangabe bezüglich eines anderen Objekts zu verstehen. Das andere Objekt muss dabei ebenso etwas mit dem Energieinhalt zu tun haben, von dem die Kraftwirkung abhängt.
Das, worüber wir hier diskutieren ist im übrigen ziemlich genau der Inhalt der ersten Lektion von Physikvorlesungen über Mechanik.

Wolfgang24-1 schrieb:

Die Position s des Objekts ist somit als relative Ortsangabe bezüglich eines anderen Objekts zu verstehen. Das andere Objekt muss dabei ebenso etwas mit dem Energieinhalt zu tun haben, von dem die Kraftwirkung abhängt.

 

dE muss doch von diesem anderen Objekt stammen oder vertu ich mich da?

Wolfgang24-1 schrieb:

Wir sollten hier die Kirche im Dorf lassen und erstmal bei der elementaren Mechanik verbleiben. In der Sprache der Mechanik erlaubt eine gewisse Menge an Energie, eine Arbeit zu verrichten, für die dieser Energieaufwand erforderlich ist.

 

Eben, sie sollte im Dorf bleiben.
Du schreibst: " Menge an Energie, eine Arbeit zu verrichten, für die dieser Energieaufwand erforderlich ist."

Menge an Energie, also Energie.
Nochmal die Frage: was ist Energie? Gibt es welche? Wenn ja was ist das, wo ist sie hinterlegt ist um bei Bedarf verwendet werden zu können.
Oder kehren wir zurück zu dem wofür dieser Begriff wirklich steht und bleiben bei der Variable? (für eine Menge an Wirkungen)

Kurt

Kurt schrieb:

Nochmal die Frage: was ist Energie?

Du hast ausnahmsweise die Antwort selbst gegeben:

Kurt schrieb:

Das EVU berechnet erbrachte Leistung in KW/h

Wobei es natürlich kWh sind.
1 W = 1 J/s
1 kWh = 3600000 J

Rainer Raisch schrieb:

Kurt schrieb:

Nochmal die Frage: was ist Energie?

Du hast ausnahmsweise die Antwort selbst gegeben:

Kurt schrieb:

Das EVU berechnet erbrachte Leistung in KW/h

Da wird aber keine Energie oder deren Menge berechnet.
Was also ist "die Energie"?

Gibt wohl keine.

 Kurt

 

Wolfgang24-1 schrieb:

Wir sollten hier die Kirche im Dorf lassen und erstmal bei der elementaren Mechanik verbleiben. In der Sprache der Mechanik erlaubt eine gewisse Menge an Energie, eine Arbeit zu verrichten, für die dieser Energieaufwand erforderlich ist. [...]
Das, worüber wir hier diskutieren ist im übrigen ziemlich genau der Inhalt der ersten Lektion von Physikvorlesungen über Mechanik.

Schade. Für eine Grundlagendiskussion ist mir das nicht grundlegend genug. Dachte es geht allgemein um Kräfte, nicht nur um mechanische mit einer schwammigen Definition der Energie als Fähigkeit Arbeit zu verrichten. Die Newtonsche Mechanik ist nicht mehr der letzte Schrei. Die Sicht auf Kräfte ist seit Newton ja etwas anders geworden^^.
 
 

Kurt schrieb:

Da wird aber keine Energie oder deren Menge berechnet.
Was also ist "die Energie"?

Doch natürlich, ich habe wohl zu schnell gepostet und dann erst ergänzt siehe oben.