Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Kunnen we op deze manier de snelheid van het licht benaderen?

Dit is een hypothetisch verhaal, negeer even de praktische bezwaren:

Stel, er rijdt een grote trein rondom de aarde. De trein is zo lang dat de voorste en achterste wagon met elkaar in verbinding staan. Er is dus een lang , afgesloten, gangpad door die hele trein. Als de trein rijdt en een continue snelheid heeft voel je geen luchtweerstand in de coupe.

Door dat gangpad (ja, het is een groot gangpad) laten we een andere trein rijden. Deze trein heeft dezelfde eigenschappen en rijdt dus door het gangpad van de grote trein.

Als je nu in de kleinere trein zit, en beide treinen rijden bv 300 km/u, verplaats je je met 600 km/u ten opzichte van de aarde. Klopt he?

Als de buitenste trein maar groot genoeg is, kun je de snelheid weer verhogen met 300 km/u door in de 2e trein een 3e trein te laten rijden.

Stel dat je dit, het blijft theoretisch, meerdere keren herhaalt; kun je dan de snelheid van het licht behalen?

Zo ja, wat zie je dan als je naar buiten kijkt?

Zo nee, wat houdt je dan tegen?
Omdat elke trein pas gaat rijden als zijn 'moeder' trein een vaste snelheid heeft, is de moeite die een trein moet doen om op snelheid te komen voor elke trein weer gelijk toch?

Welk fenomeen maakt dit nu onmogelijk (nogmaals, los van de praktische bezwaren). Welke natuurkundige principes liggen hier nou aan ten grondslag?

Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
1.2K

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Antwoorden (5)

Nee, de snelheid blijft die van de grootste trein, hoeveel andere treinen je ook inzet, dus 300 km per uur.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
ja, de snelheid van de grootste trein blijft 300, maar als je in de 2e trein zit is deze 600 tov de aarde.
Denk maar na, als je loopt (5km/u) in een trein die 300 km/u gaat, dan reis je eigenlijk met 305 km/u tov de aarde.
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
Kijk, je bevindt je, hoe hard je zelf ook gaat in de grote trein en die rijdt 300km per uur, daar ontkom je echt niet aan!
Jouw snelheid t.o.v. de grote trein kan wel veel,verschillen, maar dat doet niets af an het feit, dat je je in de trein bevindt, die " slechts " 300 km per uur rijdt.
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
Nee, de mensen die buiten staan zien een gigantische trein langs komen (ik hoop niet dat zo voor de spoorwegovergang moeten wachten) die 300 km/u gaat. Binnen in de trein bewegen zich treinen die sneller gaan en deze snelheden kan je optellen. De kleinste trein gaat sneller dan alle treinen waar hij door heen rijdt. Als je stilstaat in een trein ga je net zo snel als de trein. Ga je richting machinist ga je sneller dan de trein. Ga je naar achteren toe dan ga je zelfs langzamer dan de trein. Blijf je daar staan (achterin) dan kom je dus later aan op de bestemming dan wanneer je op je plek bleef zitten. Dus heb jij iets gedaan waardoor jouw aankomst tijd is veranderd. Ander voorbeeld: Ga je op een hele lange kar staan die 5 km/u vooruit gaat en jij loopt naar de achterkant toe met 5 km/u dan zien de mensen/toeschouwers jou wel lopen maar je veranderd geen mm t.o.v. de omgeving. Je gaat niet vooruit of achteruit maar loopt wel. Er is dus wel degelijk een verband tussen het voertuig en de objecten die zich er in begeven. Op de vraag reagerend: Als je in zo'n snelle trein naar voren loopt is het zwaarder dan wanneer je naar achteren loopt dus er is dus wel sprake van een kracht waar je tegen in moet gaan. En die zal dus te groot worden op een gegeven moment waardoor het onmogelijk (?) wordt. Denk maar aan een raket die omhoog geschoten wordt. Die astronauten worden ook in hun stoel gedrukt. Naar de punt toe gaan is onmogelijk maar de andere kant op is een koud kunstje. Het is geen luchtweerstand die je tegen houdt maar meer een opgewekte zwaartekracht o.i.d. die tegenwerkt. Niet helemaal technisch bewoord maar ik hoop dat je het begrijpt.
Cryofiel
11 jaar geleden
Moolkeesje, als ik mijn fiets meeneem in die grote trein, ik wacht tot de trein 300 km/u rijdt, en ik ga door het gangpad naar voren fietsen... dan haal ik, als het gangpad maar breed genoeg is en alle deuren openstaan, met gemak 25 km/u. Ik ga dan toch echt 25 km/u sneller dan de trein. Als de trein onzichtbaar zou zijn, zou een toeschouwer mij met 325 km/u voorbij zien fietsen (en niet alleen dat maar hij zou mij ook nog eens een halve meter boven de grond zien fietsen).
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
het voorbeeld van je raket klopt niet helemaal. lopen in een rijdende trein met een constante snelheid is anders dan een trein die optrekt. de aantrekkingskracht van de aarde drukt je in je stoel van een raket die zich van de aarde af beweegt.
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
@Cryo,dan strookt volgens mij jouw antwoord op een vraag, die ik ooit stelde niet.
Mijn vraag toentertijd was, als ik het me goed herinner, wat gebeurt er met me als ik in een zich snel bewegend voertuig om hoog spring en dan kans zie enige seconde in de lucht te blijven, er toen van uitgaande dat ik dan niet op dezelfde plaat, maar verder achter in dat voertuig nar beneden zou komen.
Of haal ik nu 2 dingen door elkaar?
Ik geef overigens ook aan, dat de snelheid t.o.v. de trein wel kan verschillen.
Cryofiel
11 jaar geleden
Het idee is juist dat je er niets, echt he-le-maal niets, van merkt als jij in een snel bewegend voertuig zit. Dit geldt alleen wanneer dat voertuig een constante snelheid heeft. Constant in grootte (dus geen versnelling of vertraging), en continu in richting (dus geen bochten). Dat is de reden dat ik in die trein geen enkele speciale moeite hoef te doen om op mijn fiets een snelheid te halen van 25 km/u *ten opzichte van de trein*. Immers, ik heb er in principe geen benul van hoe hard die trein rijdt. Of de trein nu stilstaat of met 300 km/u vooruit gaat, voor mij kost het precies evenveel moeite om 25 km/u *ten opzichte van de trein* te rijden. Dit betekent ook, dat ik kan springen, en dat ik dan altijd op de plek zal neerkomen waarvandaan ik omhoog ben gesprongen. Ook hier: alleen als de trein dezelfde snelheid (grootte en richting) aanhoudt, en natuurlijk als ik recht omhoog spring. Neem een vliegtuig. Dat vliegt met ongeveer 800 km/u. Dat is zo'n 222 m/s. Als ik in het gangpad omhoog spring stoot ik mijn hoofd, dus dat doe ik niet. Ik kan wel een tennisbal omhoog gooien. Ik heb het hier net even geprobeerd: er is genoeg ruimte om de bal een seconde in de lucht te laten zijn. Maar goed, laten we op zeker spelen en wat minder hoog gooien. De bal is dan een halve seconde in de lucht. In die halve seconde legt het vliegtuig meer dan 100 meter af. Wat denk jij: als je in het vliegtuig wat met een tennisbal zit te spelen en je gooit hem even een stukje omhoog, zal die tennisbal dan terugvallen in je hand, of zal hij in die halve seconde honderd meter naar achteren afleggen, en dus met een rotsnelheid tegen de wand van de pantry achterin het vliegtuig knallen?
Je vraag is, of je dan de snelheid van het licht kunt behalen. Het antwoord is nee.
Om snelheden te berekenen moet er ook een referentie punt zijn. Ik neem even aan dat je bedoelt om de lichtsnelheid te bepalen gezien wordt vanuit iemand die tov van de (eerste) trein stilstaat op de aarde
.
Ten eerste om de lichtsnelheid te bereiken wordt er van je verwacht om een massa van 0 te hebben. Om een massa tot de lichtsnelheid te brengen zou je dan ook oneindig veel energie nodig hebben, en die is natuurlijk niet beschikbaar.
Volgens de relativitietstheorie kan een lichaam met een niet-nulle massa dan ook nooit aan de lichtsnelheid, (of sneller), bewegen. Lichtdeeltjes (fotonen) doen dat wel, maar die hebben dan ook een massa gelijk aan nul.

Ten tweede kun je snelheden die rond de 300 km per uur gaan inderdaad gewoon optellen in het dagelijks leven. Echter precies beschouwt klopt dit volgens de relativiteitstheorie ook niet. Het is weliswaar een te verwaarlozen verschil maar het is er wel. En als men dit tot in het bijna eindeloze blijft doen kan men niet zo snel de lichtsnelheid behalen als je zou denken en al helemaal niet voorbijgaan (zoals volgens jouw beredenering nog mogelijk zou zijn).
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
dus wat voor weerstand zul je dan ondervinden? hoe noem je die of in wat voor eenheid is die?
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
Ik vermoed dat die 'weerstand' zijn eigen massa is die steeds groter lijkt te worden ofwel een 'gedwongen' tekort aan versnellingsenergie. Technisch/wiskundig gezien kun je het als volgt zien: Het probleem is dat, bij snelheden die heel groot worden, die dus een niet te verwaarlozen fractie van de lichtsnelheid bedragen, de massa niet meer constant is. Op relativistische snelheden neemt de massa toe volgens m = mo / wortel [ 1 - (v/c)2 ] waar mo de "gewone, alledaagse" massa is, de rustmassa. Je ziet dat de wortel in de noemer kwasi één is bij lage, alledaagse snelheden zodat deze formule dan perfect de newtoniaanse formule F = mo.a wordt.
Echter, als v stijgt en vergelijkbaar wordt met c, wordt de noemer steeds kleiner, zodat de massa m die je nog wil versnellen steeds groter wordt. Als v in limiet de waarde van c bereikt zou de noemer 0 worden, zodat m oneindig groot wordt.
Om de lichtsnelheid te bereiken zou je in limiet een oneindig grote massa moeten kunnen versnellen, en dat kan natuurlijk niet want dat zou een oneindige hoeveelheid energie kosten. De lichtsnelheid zal je dus nooit bereiken
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
deze redenatie klopt niet helemaal. als je in de binnenste trein zit ga je 1080.000.000 km/u de aarde heeft een omtrek van 40.000 km. dus na een kleine berekening doe je er 7,5 sec over om een rondje om de aarde te maken. als je dan een week in die trein zit, heb je gewoon ontzettend veel rondje gemaakt en is het gewoon een week later.
echt een hele leuke vraag. in principe zou het moeten kunnen.
alleen zie ik één probleem. en dat zijn de aantal treinen die in elkaar rijden als ze elk 300 km/u rijden.
de snelheid van het licht is afgerond 300.000 km/sec.
dat is per uur 1080000000 km/u (afgerond) als elke trein 300 km/u gaat moeten er dus 3600.000 treinen in elkaar rijden.
als de binnenste trein 2 meter breed is, en elke volgende 50 cm breder is, is de buitenste trein 1.800 km breed. dat is vanaf hier tot onderin Spanje. maar stel dat we het gaan uitvoeren. zonder de praktische bezwaren, denk ik toch dat we de snelheid van het licht (theoretisch) gaan halen.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
Daarom was het ook verondersteld zonder de praktische bezwaren dus dan hoeft het ook geen 50cm te zijn.
De spelbreker is hier de ruimtetijd.
Inderdaad zou in je gedachtenexperiment de binnenste trein sneller gaan dan het licht ware het niet de de snelheid de tijd gaat beinvloeden.
Als simpel voorbeeld het volgende, je zit in een ruimteschip die 1/2C snelheid heeft. Deze schiet een raket af die 1/2 C SNEller gaat dan het ruimte schip.
Hij blijkt dan maar 0.7C werkelijke snelheid te hebben omdat de tijd gaat "uitrekken" .
Dit gebeurt ook in je gedachtenexperiment.
Was de tijd een absoluut gegeven dan zou je in theorie sneller kunnen dan C maar de ruimtetijd vervormt door de snelheid (en zwaartekracht ) en belemmert het overscheiden van de snelheid van het licht (C).
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden
Zuiver hypothetisch gezien klopt het. Als jij namelijk met de draaiing van de aarde mee loopt, ga je met 1005 km/u. Als je tegen de draaiing van de aarde in loopt, ga je met 995 km/u achteruit. Sterker nog als je de snelheid vanaf de zon meet dan ga je nog sneller 107.200 km/uur. (snelheid is dus altijd relatief). Met jouw kleine trein zou je op een bepaald punt dus 108.805 km/uur kunnen gaan (107.200 km/uur +1005km/u +600km/u +5km/u).

Praktisch is het inderdaad volledig onzin. De grote trein gaat namelijk langzamer op het moment dat de kleinere trein gaat rijden. De kleine trein zet zich namelijk af tegen zijn ondergrond en duwd dus in tegengestelde richting, waardoor de grote trein afremd. Uiteindelijk is het dus veel praktischer om gewoon één trein te maken eventueel in een vacuüm tunnel om de luchtweerstand weg te halen.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
11 jaar geleden

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 2500
Gekozen afbeelding