Hoe lang duurt het voor het andere eind van een stok meebeweegt?

Dit is een vraag over relativiteit a-la Einstein.

Stel ik heb 3 stokken:
1) een gewone stok bestaande uit gewone atomen.
2) een theoretisch rigide stok die niet kan krimpen/uitzetten, maar wel massa heeft
3) stok 2, maar dan zonder massa

Wanneer ik het ene uiteinde beweeg, dan zal uiteindelijk het andere uiteinde ook meebewegen. Echter niets kan sneller dan het licht dus er is theoretisch tijd voor nodig voor dat het ander einde 'weet' dat het moet bewegen.

Hoe gaat dat met de 3 verschillende stokken ? Gaat de beweging als een golf door zo'n stok ? Of gaat dat anders ? En waar blijft de 'rek' die door zo'n golf wordt veroorzaakt ?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Interessante en bijna filosofische vraag! We moeten in het hoofd houden dat informatie zich niet sneller kan voortplanten dan de snelheid van het licht. Waarom zeg ik dat? Omdat als je de stok beweegt en de beweging aan het begin en einde van de stok zou instantaan zijn, kan je info over een grote afstand versturen die sneller gaat dan het licht (denk maar eens aan een stok die 1 lichtjaar lang is, en je beweegt de stok met morse code). De verschillende stokken. Om het effect van informatiesnelheid duidelijk te maken, ga ik er even van uit dat de stok 1 lichtjaar lang is. 1. Gewone stok, er zal een rimpeling effect ontstaan en de stok zal in het begin bewegen en als de info met de lichtsnelheid gaat, zal het uiteinde van de stok 1 jaar later ook bewegen. De beweging zal als een golf (verdikking van materiaal) door de stok heen gaan. Omdat de stok massa heeft, en massa zich moet verplaatsen, zal de rimpeling niet met de lichtsnelheid door de stok kunnen gaan. Dit heeft langer tijd nodig. 2. Nu wordt het filosofisch. De stok kan op geen enkele manier krimpen of uitzetten. Maar heeft wel massa. Informatie doorgeven heeft tijd nodig. Het wordt in de orde van grootte van wat er gebeurd als een onverplaatsbaar object wordt geraakt door een oneindige kracht. Het kan niet. De vraag is niet te beantwoorden. De randvoorwaarde is dat informatie zich niet voortplanten sneller dan het licht. Deze stok zal deze randvoorwaarde breken. Een mogelijkheid is nog dat de stok niet rekt/krimpt, maar de ruimtetijd er omheen. Dat blijft de info zich voortplanten met de lichtsnelheid, maar in basis zou ik zeggen, de stok kan je niet verplaatsen. 3. Stok 2, maar zonder massa. Komt bijna op hetzelfde neer. De stok is nu alleen van pure energie. Geen massa. Dat wil impliciet zeggen dat krimpen/uizetten niet meer van toepassing is. Dan wordt het nagenoeg de situatie als met stok 1, met de kanttekening dat omdat er geen massa meer is, de informatie zich met de lichtsnelheid zal voortplanten. De andere kant van de stok (met een lengte van 1 lichtjaar) zal dus precies een 1 jaar na "het zetje" gaan bewegen. Zeker situatie 2 is niet te beantwoorden omdat het niet bestaat. Je kan er urenlang over discusieren van wat er mogelijk is. Maar zoals ik al zei, het wordt een heel filosofische discussie. Alle praktische mogelijkheden zal je namelijk kunnen weerleggen juist vanwege de randvoorwaarden die door relativiteit geschept worden.

De stok beweegt volgens de klassieke fysica instantaan mee (als een star voorwerp). (Of relativistisch maximaal aan de lichtsnelheid. Dit is dus verwaarloosbaar tov de duur van de duw. Voor de volledigheid zet ik het er toch bij: 2 m / (3 * 108 m/s) = 6,7 * 10-9 s.) Maar normaal gesproken bestaan er geen rigide stokken dus door inkrimping zal er altlijd een tijd tussen het begin van de duw en het uiteinde zijn. Die duw gaat dan inderdaad als een soort golfbeweging door de stok heen afhankelijk van de bindingen van de atomen/moleculen (enigszins te vergelijken met een geluidsgolf in de lucht)

Bronnen:
https://www.ikhebeenvraag.be/vraag/37748/P...

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100