Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

In gewisser Weise sind Wolfgangs Zweifel am Energietransport via Pointing-Vektor schon verständlich.

Das Kreuzprodukt erinnert stark an die Drehimpulserhaltung. Im Gesamtsystem gibt es eine Erhaltungsgröße. Der Verbraucher ist nur ein Teilsystem, und bei einer Änderung dort ist mit dem Pointing-Vektor die Erhaltung im Gesamtsystem gegeben. Aber kann ein Vektor physisch etwas transportieren?

Wie genau wird Energie transportiert, wenn der Experimentator hier die Drehachse des Teilsystems Rad ändert? Es beginnt sich dabei wie durch Zauberhand der ganze Stuhl zu drehen, und zweifellos wird Energie aufgewendet. Wird sie transportiert? Wenn ja, wie und auf welchem Weg von wo nach wo?

WL01 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Was genau schickt denn nun das Kraftwerk an den Verbraucher, damit dieser seine Energieration bekommt. Schickt es Photonen, oder elektrische oder magnetische Felder, oder etwas gänzlich anderes?

Die Spannung im Leiter erzeugt ein EM-Feld, das man auf quantenmechanischer Ebene als virtuelle Photonen beschreiben.kann. Im Alltag einer Stromleitung ist das Bild der kontinuierlichen Wellen und Felder jedoch die exakte und physikalisch anschauliche Beschreibung. Also wenn man das "virtuelle" weglässt, kann man als Strom/Energietransporteur den Impuls der EM-Welle bezeichen. Womit wir wieder bei den Teilchen wären und meiner eigenen persönlichen Theorie.

Das Kraftwerk schickt also nach deiner Theorie Teilchen mit einem gewissen Impuls zu den Verbrauchern. Es müssen ziemlich spezielle Teilchen sein, die auch immer beim richtigen Verbraucher eintreffen. Wie sagt denn das Kraftwerk den Teilchen, an welchen Verbraucher sie geliefert werden?
Merkst du denn nicht, dass prinzipiell das Verschicken von Energiepaketen oder von was auch immer vom Kraftwerk aus prinzipiell nicht funktionieren kann? Nur die explizite Energieentnahme aus dem Leitungsnetz durch den Verbraucher funktioniert. Die Netzspannung bricht dann sofort zusammen wenn das Kraftwerk diese Leistungsentnahme nicht pauschal ausgleicht.
Das Prinzip ist doch eindeutig. Das Kraftwerk liefert Energie an das Netz und der Verbraucher entnimmt die Energie aus dem Netz. Dass das Netz dabei nahezu beliebig ausgedehnt sein kann, von der Transportstrecke 0 bis zu hunderten von Kilometern, spielt bei diesem Prinzip keine Rolle. Es spielt auch erst einmal keine Rolle weshalb das Netz das Einspeisen und die Entnahme von Energie gleichzeitig an vielen Stellen erlaubt. Das Netz kann das einfach. Es muss nur die Menge an eingespeister Energie mit der Menge an entnommener Energie ziemlich genau übereinstimmen, weil sonst die Netzspannung zu sehr schwanken würde.
Diese Netz-Ontologie ist die richtige Erklärung. Die Geschichte, dass Kraftwerke über das Volumen um Leitungen herum Energie zu Verbrauchern transportieren würden, ist nur eine Fehlinformation. 
 

Eclipse4 schrieb:

In gewisser Weise sind Wolfgangs Zweifel am Energietransport via Pointing-Vektor schon verständlich.

Das Kreuzprodukt erinnert stark an die Drehimpulserhaltung. Im Gesamtsystem gibt es eine Erhaltungsgröße. Der Verbraucher ist nur ein Teilsystem, und bei einer Änderung dort ist mit dem Pointing-Vektor die Erhaltung im Gesamtsystem gegeben. Aber kann ein Vektor physisch etwas transportieren?

Wie genau wird Energie transportiert, wenn der Experimentator hier die Drehachse des Teilsystems Rad ändert? Es beginnt sich dabei wie durch Zauberhand der ganze Stuhl zu drehen, und zweifellos wird Energie aufgewendet. Wird sie transportiert? Wenn ja, wie und auf welchem Weg von wo nach wo?

Ahh, Dr Einfühlsam, oder, Wie ich das Chaos zu lieben lernte.... 


Dr Eclipses...... KI Antwort lautet:

Der Energietransport erfolgt hier nicht durch ein elektromagnetisches Feld, sondern mechanisch über das Drehmoment in der rotierenden Lagerung. Wenn der Experimentator die Achse des Kreisels auf dem Stuhl kippt, verrichtet er mechanische Arbeit gegen die gyroskopischen Kräfte. Diese Energie wird als mechanische Wellen und elastische Verformungen (Spannungen) über die Halterung direkt auf den Stuhl übertragen. Energie fließt somit physikalisch greifbar als mechanischer Arbeitsstrom durch das Festkörpermaterial der Achse und des Stuhls.

Man spricht in der Physik ganz gezielt von einem Transport, weil Energie eine fundamentale Erhaltungsgröße ist, deren lokale Änderung zwingend an einen kontinuierlichen Fluss gebunden ist (Kontinuitätsgleichung). Jede Transportform benötigt einen physikalischen Träger – in diesem Fall das Kristallgitter und die interatomaren Bindungskräfte der Metallachse. Anders als im Alltag werden hier keine makroskopischen Teilchen verschoben. Stattdessen erfolgt der Transport durch das mikroskopische Weiterreichen von Kräften, Spannungen und Bewegungen von Atom zu Atom. Die Energie verlässt so auf einem lückenlosen, raumzeitlichen Pfad das eine Teilsystem (die Muskeln des Experimentators) und kommt im Gesamtsystem (der kinetischen Energie des rotierenden Stuhls) an.

Wie der Energietransport physikalisch abläuft

• Mechanische Arbeit: Der Mensch wendet Muskelkraft auf und verrichtet Arbeit gegen das gyroskopische Drehmoment.
• Spannungstensor im Material: Die eingeleiteten Kräfte erzeugen mechanische Spannungen (Schub- und Biegespannungen) in der Halterung.
• Materielle Übertragung: Der Energiefluss (Leistungsdichte) ist das Produkt aus mechanischer Spannung und der lokalen Bewegungsgeschwindigkeit der Bauteile.
• Kopplung über Drehimpulserhaltung: Die Änderung des Drehimpulsvektors des Rades erfordert ein äußeres Drehmoment, das als Reaktionskraft den Stuhl in Drehung versetzt.

Die Rolle des Poynting-Vektors

• Der Poynting-Vektor beschreibt exakt den Transport von elektromagnetischer Energie im Raum.
• Bei diesem rein mechanischen Kreiselversuch spielen elektromagnetische Felder für den makroskopischen Energietransport keine Rolle.
• Das Kreuzprodukt beim mechanischen Drehmoment (M = r x F) oder beim Drehimpuls (L = r x p) ist eine geometrische Eigenschaft des Raumes, die mathematisch analog zum Poynting-Vektor aufgebaut ist, aber einen rein mechanischen Impuls- und Kraftfluss beschreibt.

Im alten Forum (Jahre her) befand sich übrigens eine genaue Beschreibung darüber, warum ich damals postulierte, dass unser Stromnetz immer anfälliger wird. Heißt, der ganze letzte Senf W´s.. wer wo was wie einspeist regelt und andern Falles aus dem Netz bezieht, ist jedem vollkommen klar. Jedoch 0 Argument gegen den Transportbegriff.  

Z.

PS da ich meine Pappenheimer ja kenne:

Bezüglich des Transportbegriff in beiden Sachlagen Stuhl/Stromkabel

Warum sollte man in beiden, so völlig unterschiedlichen Szenarien von "Transport" sprechen?

Die Physik nutzt hier ein und dieselbe Definition, die auf zwei Säulen steht:

• Die Kontinuitätsgleichung gilt für beide gleich: Sowohl in der Mechanik als auch in der Elektrodynamik gilt dieselbe mathematische Struktur: Die zeitliche Änderung der Energie in einem Raumvolumen ist gleich dem Fluss durch die Oberfläche dieses Volumens. Der Transport ist also kein metaphorisches "Verschwinden und Auftauchen", sondern ein lückenloser, mathematisch exakt nachvollziehbarer Strom.
• Der Unterschied liegt nur im Medium, nicht im Begriff: Beim Kreisel ist der Träger des Transports die ponderable Materie (Atomgitter unter mechanischer Spannung). Beim Stromkabel ist der Träger des Transports das vakuumtaugliche Feld (Verschiebung elektromagnetischer Energiedichten im Raum). In beiden Fällen bewegt sich eine reale, messbare physikalische Größe von A nach B, weshalb der Begriff "Transport" für beide Sachverhalte absolut deckungsgleich und korrekt ist.

Z..