Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

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 ?

Ozewiezewozewiezewallakristallix
4 jaar geleden
2.3K
Oja
4 jaar geleden
De lorentzcontractie (want hier heb je het eigenlijk over) is afhankelijk van tijddilatatie zodat een lorentzfactor uit te rekenen is, maar 'ie is zo verwaarloosbaar klein (0) dat ik mij tegenwoordig liever bezig houd met leukere dingen!
Verwijderde gebruiker
4 jaar geleden
Dit is een hypothetische vraag waar geen hypothetisch antwoord bij past.
Verwijderde gebruiker
4 jaar geleden
Ik ben redelijk exact onderlegd, maar zie zeker voor de voorbeelden 2 en 3 géén Lorenzcontractie.
Uit de tekst onder de link:
"De gevolgen van Einsteins nieuwe wereldbeeld, uitgebreid beschreven in ons dossier over relativiteitstheorie, zijn in 1909 inmiddels bekend. Een van die gevolgen is Lorentzcontractie: het feit dat bewegende voorwerpen korter lijken te worden dan ze in stilstand zijn. Met behulp van dit verschijnsel en het verwante begrip van tijddilatatie kon Einstein verklaren wat Albert Michelson en Edward Morley experimenteel hadden waargenomen: voor iedere waarnemer is de lichtsnelheid hetzelfde. In één van jouw secondes legt een lichtstraal altijd zo’n 300 miljoen van jouw meters af – ondanks dat die meters en secondes soms helemaal niet overeenkomen met die van een ander."
https://www.quantumuniverse.nl/de-ehrenfestparadox
MasterSword
4 jaar geleden
Deze vraag is eerder voor een simulatie voor een kwantumcomputer. En als je het antwoord heb? wat kun je er mee doen.
( Een leuk conversatie gesprek beginnen? ) Het is bijna 2020 dus bouw een tijdmachine, en ga naar het verleden. ( De Oertijd )
En ga een leuk conversatie gesprek beginnen over stokken zonder massa. Maar je vraag heeft wel nut, ik kan er een grapje van maken.
( bedankt, was weer even leuk. )
kierkegaard47
4 jaar geleden
Ik krijg bij deze vraag het gevoel dat het begrip "rigiditeit" zoals dat gedefinieerd is in de Newtoniaanse context, niet zomaar 1 op 1 overgezet kan worden naar een relativistische context. De vraag zou dan dus ten eerste zijn hoe je "theoretische rigiditeit" exact (her)definieert voordat je deze vraag kunt beantwoorden, maar ik laat graag de vloer aan een natuurkundige. Deze vraag brengt me trouwens terug naar mijn studiedagen. Bij een college dynamica was er net een stuk theorie behandeld waarop de docente bloedserieus zei: " OK, om één en ander toe te lichten nu een praktijkvoorbeeld. Wij beschouwen een massaloze staaf in een geïsoleerd universum ...."
Oja
4 jaar geleden
En niemand heeft het over het getal 1, waar ik het nog over 0 heb gehad. Inderdaad een majeure fout van mij, het verschil tussen NOT or OPEN. De enige mogelijkheden in het binaire talstelsel.

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

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.
(Lees meer...)
Thecis
4 jaar geleden
Ozewiezewozewiezewallakristallix
4 jaar geleden
Vooral dank voor het specifiek behandelen per stok!

Andere antwoorden (1)

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)
(Lees meer...)
erotisi
4 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