snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Menswetenschappen, natuurwetenschappen, cultuurwetenschappen, formele wetenschappen, toegepaste wetenschappen, interdisciplinair, ...

snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Thomas » 20 aug 2010, 02:16

De aarde draait rond haar eigen as op de evenaar met 40.000km/24u = 1667km/u (sterk afgerond)
De aarde draait rond de zon met 29,783 km/s
De zon draait rond het centrum van de melkweg met 220 km/s

Stel dat men op deze aarde, die met zo'n gigantische snelheid door de ruimte gaat
in een deeltjesversneller protonen afschiet tegen lichtsnelheid, overschrijden deze protonen de lichtsnelheid dan niet ruimschoots wanneer je de ruimte als referentie neemt?


Ander voorbeeld: stel je neemt een raket die door de ruimte zoeft en binnenin worden experimenten gedaan waarbij men protonen aan lichtsnelheid afschiet. Als je de aarde als referentie neemt, zullen die protonen de lichtsnelheid blijken te overschrijden, toch?

Of stel dat je in een raket wandelt, die bijna de lichtsnelheid bereikt, kan jijzelf dan nog iets in beweging krijgen in die raket dat zodanig snel gaat, dat wanneer je de raketsnelheid erbij optelt je boven de lichtsnelheid zit?


(waarschijnlijk iets te maken met tijdsdillatatie?)

Mvg
Maarten
Laatst bijgewerkt door Thomas op 20 aug 2010, 10:09, in totaal 1 keer bewerkt.
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger den lichtsnelheid?

Berichtdoor Blueflame » 20 aug 2010, 09:36

Neen dat kan dus echt niet, Thomas/Maarten.
Daar zijn bewijzen voor, maar ..... nu ja ..... via de wetten van Maxwell .....
1/(permeabiliteit x permitiviteit) en daarvan de wortel en dat is dan c (de lichtsnelheid) .. . Altijd.

Mvg.
Nonsense is our core business
Avatar gebruiker
Blueflame
Site Admin
 
Berichten: 4139
Geregistreerd: 20 okt 2006, 12:43

Re: snelheden opgeteld hoger den lichtsnelheid?

Berichtdoor Thomas » 20 aug 2010, 10:08

Of nog anders: stel dat je de deeltjesversneller in Genéve zelf beweegt met een snelheid van bvb. 30 km/h. Dan zullen de deeltjes in de versneller, vanop de aarde gezien 'bijna-lichtsnelheid + 30km/h bereikt hebben.
je zou dat kunnen testen door de snelheden van die deeltjes te meten, wanneer de deeltjesversneller plots stopt met bewegen en de deeltjes de versneller via een luik (of andere opening) verlaten en zich voorbewegen in een stilstaande vacuümbuis die voorzien is van detectoren om de snelheid te meten?
Zou experimenteerbaar moeten zijn, toch?
Door de deeltjesversneller te rollen tegen een stilstaande vacuümbuis, waar de deeltjes in overgaan en hun snelheden opnieuw gemeten worden.
Je hoeft, in theorie, dan slechts een hypothetische mini-deeltjesversneller gewoon wat te verplaatsen om de deeltjes meer snelheid te geven dan ze al hadden in de versneller.

Zo kan je dus snelheden bereiken boven de lichtsnelheid, dacht ik.
Wellicht heel naïef, maar volgens mij perfect testbaar.
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Thomas » 20 aug 2010, 11:37

Blueflame, als ik je goed begrijp kunnen we snelheden wel optellen die onder de lichtsnelheid blijven.

Bijvoorbeeld:

Een raket wordt afgeschoten van op aarde en bereikt een zekere snelheid. Deze schiet, na in de ruimte zelf een zekere snelheid te hebben bereikt, zelf nog een tweede raket af met de zelfde versnelling waarmee de eerste raket werd gelanceerd van op aarde. Deze tweede raket zal, na enige snelheid te hebben bereikt, zelf ook weer een raket afschieten met weer dezelfde versnelling.
Als dit alles onder de lichtsnelheid blijft, heeft de laatste raket - in een vacuüm als de ruimte - dan niet 3 keer de snelheid van de eerste raket bereikt?

Zouden we op die manier aan de volgende ster kunnen geraken?

Mvg
Thomas
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Thomas » 20 aug 2010, 12:40

Zo kan je met 10 raketten 10 keer de snelheid van 1 raket bereiken in een vacuüm als de ruimte.
De eerste wordt gelanceerd. Eens deze een topsnelheid heeft bereikt lanceert die zelf ook een raket (die uit de eerste wordt afgeschoten, eens deze eerste topsnelheid heeft bereikt in de ruimte), die er zelf exact dezelfde raket uit lanceert enz...
Zolang je de lichtsnelheid maar niet bereikt.

Ik vraag copyright voor dit idee, mocht een ingenieur eraan denken zo'n mini-raket-in een raket in een raket in een raket (x10) nu te moeten gaan maken om gigantische snelheden in de ruimte te verkrijgen die ver onder de lichtsnelheid blijven, maar sneller gaan dan we nu kunnen. :wink:

Mvg
Thomas
Laatst bijgewerkt door Thomas op 20 aug 2010, 13:04, in totaal 1 keer bewerkt.
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor flup64 » 20 aug 2010, 13:04

Het warm water..... :wink:

Raketten principe wordt gangbaar toegepast, niks nieuws onder de zon.
Raket met meerdere trappen
Ruimteveer met hulpraketten...
Het bestaat dus al.

En spijtig genoeg is 10 maal heel langzaam nog altijd maar een klein beetje sneller, in vergelijking met lichtsnelheid een slakkengangetje
flup64
 
Berichten: 36
Geregistreerd: 25 jun 2010, 14:08

Berichtdoor Thomas » 20 aug 2010, 13:05

Ja, maar waarom past men dat niet toe op raketten die - eens aan topsnelheid in de ruimte - zelf platformen zijn voor gelijkaardige raketten om zo verre afstanden te overbruggen? x10,x20 enz.
Als je het eerste artikel over de uitwerking van dit idee vindt, toegespitst op het overbruggen van verre afstanden, mag je het me altijd doorsturen.
Die uitwerking, daar heeft men blijkbaar nog niet aan gedacht.
Met mini-raketten in elkaar, moet dat toch al makkelijk te testen geweest in een vacuüm door een paar vindingrijke ingenieurs?

Als we dan tot maximum 10 procent van de lichtsnelheid gaan, maar daarmee snelheden bereiken die vele malen groter zijn dan we tot hiertoe bereikt hebben, dan is dat toch een idee dat het uitwerken waard is? Niet?

Mvg
Thomas
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor axxyanus » 20 aug 2010, 14:54

Thomas schreef:Blueflame, als ik je goed begrijp kunnen we snelheden wel optellen die onder de lichtsnelheid blijven.


Nee snelheden kunnen eigenlijk nooit zomaar opgeteld worden. Alleen is de afwijking klein genoeg als de snelheden klein zijn t.o.v. de lichtsnelheid, dat die verdwijnt in de foute marge.
Al mijn hier geuite meningen zijn voor herziening vatbaar.
Avatar gebruiker
axxyanus
 
Berichten: 3006
Geregistreerd: 10 dec 2006, 15:51
Woonplaats: Sint-Pieters-Leeuw

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Blueflame » 20 aug 2010, 19:13

axxyanus schreef:
Thomas schreef:Blueflame, als ik je goed begrijp kunnen we snelheden wel optellen die onder de lichtsnelheid blijven.


Nee snelheden kunnen eigenlijk nooit zomaar opgeteld worden. Alleen is de afwijking klein genoeg als de snelheden klein zijn t.o.v. de lichtsnelheid, dat die verdwijnt in de foute marge.

Inderdaad.
Thomas, zie : http://nl.wikipedia.org/wiki/Lichtsnelheid
De lichtsnelheid in een vacuüm is de maximale snelheid voor materie en informatie. Een deeltje dat geen rustmassa bezit, zoals het foton (lichtdeeltje), reist altijd met de lichtsnelheid. Een deeltje met massa gaat altijd langzamer, want er zou een oneindige hoeveelheid energie nodig zijn om het tot de lichtsnelheid te versnellen. <knip>

Men zou kunnen veronderstellen dat de lichtsnelheid wordt overschreden als twee snelheden worden opgeteld. Dit is echter niet het geval. De relativiteitstheorie stelt dat snelheden niet zonder meer worden opgeteld. Bewegen twee lichamen elkaar tegemoet met snelheid U en V (beide minder dan C ), dan is de onderlinge snelheid
Afbeelding
Dit is nimmer meer dan C. Bij lage snelheden, klein ten opzichte van C, is de somsnelheid vrijwel gelijk aan U + V .


Mvg.
Nonsense is our core business
Avatar gebruiker
Blueflame
Site Admin
 
Berichten: 4139
Geregistreerd: 20 okt 2006, 12:43

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor The Menace » 21 aug 2010, 02:53

Blueflame schreef:Inderdaad.

Precies.

Daarbij komt nog het praktische probleem dat als je tien raketten in één raket wil afschieten, dan de eerste dan onnoemelijk groot moet zijn (wat natuurlijk megaveel brandstof kost) en je laatste raket zo klein dat je er eigenlijk nauwelijks nog iets aan hebt.
Een raket afschieten wil namelijk niet zeggen dat het platform op de plaats blijft waar het is. Schiet een raket een andere raket af, dan zal de snelheid van de eerste worden vertraagd, wat ten koste gaat van de versnelling van de tweede. Een raket afschieten gaat dus het beste als de raket zo weinig mogelijk massa heeft ten opzichte van het platform.
Dus beginnen met een belachelijk grote raket en eindigen met een belachelijk kleine.

Maarten schreef:<knip> ... raketten ... <knip> ... aan topsnelheid in de ruimte

Er is geen topsnelheid voor een raket in de ruimte. Kwestie van gas geven en je gaat sneller :wink: (Als je hééél veel sneller gaat, komt natuurlijk wel het relativiteitsverhaal om de hoek kijken, maar dan nog; gas geven = hogere snelheid.)
En als de brandstof op is, gooi je de koelkast overboord in de richting waar je vandaag kwam en huppakee; je gaat weer sneller. En daarna schiet je al die raketjes af die je van Maarten aan het begin van je reis hebt meegekregen. Wel ook weer in tegengestelde richting (!) van waar je naartoe wil en huppakee; je gaat weer sneller :D
Utinam logica falsa tuam philosophiam totam suffodiant.
Avatar gebruiker
The Menace
 
Berichten: 619
Geregistreerd: 30 mei 2008, 10:33
Woonplaats: Nijmegen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Heeck » 21 aug 2010, 09:12

Thomas schreef:. . Die uitwerking, daar heeft men blijkbaar nog niet aan gedacht.. .


De geest van de ware uitvinder !
r. :wink:
Begrip is een waan met een warm gevoel, dus MIJDT SPIJT.
www.edge.org
Avatar gebruiker
Heeck
 
Berichten: 6546
Geregistreerd: 20 okt 2006, 22:09
Woonplaats: Leeuwarden

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Anor » 21 aug 2010, 18:31

@ thomas

ik wil je droom niet aan diggelen slaan maar ik vrees dat uw idee economisch helemaal niet haalbaar is. (chemische) raketten zijn namelijk ongelofelijk inefficiënt en zwaar en dus heel kostelijk. (zeker als je ze enkel wilt gebruiken om wat tijd te winnen). Daarom worden bij huidige lange-afstands missies de satellieten gewoon op weg gezet aan laten we ze dan rustig cruisen tot op hun bestemming.

Als het toch over lange afstanden gaat is het veel logischer/goedkoper om de satelliet voortdurend een klein beetje te duwen ipv hem gewoon in 1 keer op snelheid te willen brengen. Daarom wordt er nu veelvuldig onderzoek gedaan naar technieken zoals ion-motoren, zonnezeilen of nucleaire voorstuwing die slechts een kleine stuwkracht bieden maar dat wel lang kunnen volhouden voor een relatief lage prijs.

dus hoewel het 'vele raketten in elkaar'-idee misschien technisch haalbaar zou zijn, zijn het zoals altijd de praktische en economische reden die overwegen.

srr dat dit een beetje OT was,
Anor
 
Berichten: 12
Geregistreerd: 21 aug 2010, 13:47

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Thomas » 21 aug 2010, 21:59

Ja, je hebt gelijk. Ik had mijn Thomas 1 - raketten al zien vliegen.

Maar ik dacht met mijn sequentiële lanceermethode een toepassing daarin te hebben gevonden. Niet dus.

Eens in de ruimte, heb je geen zware stuwmotoren nodig (geen weerstand in vacuüm). Je kan een mechanisch systeem gebruiken zoals een katapultsysteem. Want je hebt ook geen "escapevelocity" nodig om van de aarde weg te raken.
Je kan dit van op de maan dus met een projectiel doen zonder brandstof, dat in een projectiel zit, in een projectiel enz... en enkel achtereenvolgens met mechanische systemen wordt 'afgeschoten'. (gelanceerd)
Door hun lichte massa moet dat mogelijk zijn om een toenemende snelheid te bereiken, toch?
Of je daar dan hoge snelheden mee haalt is iets anders. Maar hoe meer dergelijke systemen 'op elkaar zitten', hoe meer snelheid het laatste projectiel zal hebben. (dacht ik dan). Het zal dus niet optelbaar zijn, maar er zal wel een snelheidstoename zijn, toch?
Binnen in dat laatste projectiel zit dan meetapparatuur om data te verzamelen over verre sterrenstelsels bijvoorbeeld.

katapultsysteem (vanop de maan, waar een Vlaamse vlag aan wappert)

Afbeelding


Mvg
Thomas
Laatst bijgewerkt door Thomas op 21 aug 2010, 23:32, in totaal 2 keer bewerkt.
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Thomas » 21 aug 2010, 22:18

Alleen zou ik dus opteren voor de maan als lanceerbasis en daar een mechanisch lanceersysteem plaatsen.
(gasdruksystemen of catapultsystemen)
Dan een groot 'object' dat afgeschoten wordt,
met daarop een object
daarop een object
daarin een object,
enz.
Via mijn hierbeschreven sequentiële lanceermethode kan je die dan, eens in beweging, aan een zekere frequentie wegschieten.
En ze afzonderlijk dan nog eventueel van lichte stuwsystemen voorzien.

Afbeelding

Je zou dit als een katapultsysteem kunnen zien, maar zo was het niet bedoeld door de designers.
(De tekening werd gemaakt door ontwerpers die een levitatiesysteem voor ogen hadden:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Maglev)

Volgens mij kunnen met mijn sequentiële lanceermethode (zie fotosuggestie) wellicht nog andere interessante uitwerkingen worden bedacht.

Je ziet: misschien kunnen we met wat nadenken, fantaseren en veel geld zelfs voor de Russen op Mars zijn. 8)

Mvg
Thomas
Laatst bijgewerkt door Thomas op 22 aug 2010, 00:34, in totaal 1 keer bewerkt.
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Blueflame » 21 aug 2010, 23:43

Thomas schreef:Ja, je hebt gelijk. Ik had mijn Thomas 1 - raketten al zien vliegen.

Maar ik dacht met mijn sequentiële lanceermethode een toepassing daarin te hebben gevonden. Niet dus.

Eens in de ruimte, heb je geen zware stuwmotoren nodig (geen weerstand in vacuüm). Je kan een mechanisch systeem gebruiken zoals een katapultsysteem. Want je hebt ook geen "escapevelocity" nodig om van de aarde weg te raken.
Je kan dit van op de maan dus met een projectiel doen zonder brandstof, dat in een projectiel zit, in een projectiel enz... en enkel achtereenvolgens met mechanische systemen wordt 'afgeschoten'. (gelanceerd)
Door hun lichte massa moet dat mogelijk zijn om een toenemende snelheid te bereiken, toch?
Of je daar dan hoge snelheden mee haalt is iets anders. Maar hoe meer dergelijke systemen 'op elkaar zitten', hoe meer snelheid het laatste projectiel zal hebben. (dacht ik dan). Het zal dus niet optelbaar zijn, maar er zal wel een snelheidstoename zijn, toch?
Binnen in dat laatste projectiel zit dan meetapparatuur om data te verzamelen over verre sterrenstelsels bijvoorbeeld.

katapultsysteem (vanop de maan, waar een Vlaamse vlag aan wappert)

Afbeelding


Mvg
Thomas


Ja, die figuur werkt wel echt verhelderend, al zie ik de vlag precies niet wapperen.

Thomas, je moet de post van The Menace eens herlezen.
Daarbij komt nog het praktische probleem dat als je tien raketten in één raket wil afschieten, dan de eerste dan onnoemelijk groot moet zijn (wat natuurlijk megaveel brandstof kost) en je laatste raket zo klein dat je er eigenlijk nauwelijks nog iets aan hebt.
Een raket afschieten wil namelijk niet zeggen dat het platform op de plaats blijft waar het is. Schiet een raket een andere raket af, dan zal de snelheid van de eerste worden vertraagd, wat ten koste gaat van de versnelling van de tweede. Een raket afschieten gaat dus het beste als de raket zo weinig mogelijk massa heeft ten opzichte van het platform.
Dus beginnen met een belachelijk grote raket en eindigen met een belachelijk kleine.


Waar The Menace het hier over heeft door naar massa te verwijzen (met zijn groot en klein), is de wet van Actie=Reactie en traagheid [en "Newton" is de zoektip, de googletip].
Je beseft dat natuurlijk niet, maar als jij door de knieën gaat en omhoog springt, dan oefen jij een kracht uit op de aarde die de aarde weg duwt. En die kracht is net even groot als de kracht die nodig is om jouw x aantal centimeter omhoog te laten springen (minus wat wrijving, maar soit).
Als vergelijking (!) om dit te verduidelijken, zou ik het volgende willen zeggen. Probeer maar eens in het diepe deel van het zwembad 30 cm omhoog te springen.

Mvg.
Nonsense is our core business
Avatar gebruiker
Blueflame
Site Admin
 
Berichten: 4139
Geregistreerd: 20 okt 2006, 12:43

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Thomas » 22 aug 2010, 16:22

Ja, ik snap het. De vraag is dan: wat wordt er weggeschoten: de bewegende raket die een andere raket lanceert of de gelanceerde raket met quasi dezelfde massa?
Uiteindelijk bekom je waarschijnlijk stilstand.
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor jm074 » 22 aug 2010, 16:53

Een trein kan nooit een grotere snelheid krijgen dan de topsnelheid van de locomotief die hem duwt (behalve als hij bergaf wordt versneld door de zwaartekracht). Een raket kan nooit een grotere snelheid krijgen dan de snelheid van de materie die ze uitstoot (behalve door de zwaartekracht van een hemelobject in haar buurt).

Als een raket de topsnelheid van de uitgestoten materie bereikt dan kan ze door die uitstoot niet meer versneld worden. Ik denk dat de materie uitgestoten door de raket, als die snelheid wordt bereikt, gewoon ter plaatse blijft hangen.

Materie kan nooit versneld worden tot een superluminale snelheid omdat geen enkele aandrijving daarvoor bestaat. Elektromagnetische straling, magnetisme en ook zwaartekracht zijn allemaal onderworpen aan de 'niet-sneller-dan-lichtwet' en kunnen bijgevolg enkel energie overdragen tot het aangedreven object de lichtsnelheid benadert. Dat belet echter niet dat objecten die zich in tegenovergestelde richting met snelheid c van een punt in de ruimte zouden verwijderen een relatieve snelheid van 2c zouden hebben. Vanaf een relatieve snelheid c wordt echter elke uitwisseling van informatie onmogelijk.

Groetjes,
jm074
"We are students of nature, and we adjust our concepts as the lessons continue"
P.James Peebles
jm074
 
Berichten: 800
Geregistreerd: 21 okt 2006, 16:00

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Thomas » 22 aug 2010, 17:10

Bedankt!
"science is a culture of (reasonable) doubt" (Richard Feynmann)
Avatar gebruiker
Thomas
 
Berichten: 2834
Geregistreerd: 21 okt 2006, 19:35
Woonplaats: Antwerpen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor The Menace » 23 aug 2010, 07:42

jm74 schreef:Als een raket de topsnelheid van de uitgestoten materie bereikt dan kan ze door die uitstoot niet meer versneld worden. Ik denk dat de materie uitgestoten door de raket, als die snelheid wordt bereikt, gewoon ter plaatse blijft hangen.

Ter plaatse? Ten opzichte van wat?
Utinam logica falsa tuam philosophiam totam suffodiant.
Avatar gebruiker
The Menace
 
Berichten: 619
Geregistreerd: 30 mei 2008, 10:33
Woonplaats: Nijmegen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Blueflame » 23 aug 2010, 08:48

Dat moet zijn: "geen bijkomende versnelling meer oplevert".

Mvg.
Nonsense is our core business
Avatar gebruiker
Blueflame
Site Admin
 
Berichten: 4139
Geregistreerd: 20 okt 2006, 12:43

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor jm074 » 23 aug 2010, 12:55

The Menace schreef:
Ter plaatse? Ten opzichte van wat?

Van het universeel referentiestelsel o.a. 'gematerialiseerd' door de achtergrondstraling.

Groetjes,
jm074
"We are students of nature, and we adjust our concepts as the lessons continue"
P.James Peebles
jm074
 
Berichten: 800
Geregistreerd: 21 okt 2006, 16:00

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor The Menace » 23 aug 2010, 21:19

jm74 schreef:Van het universeel referentiestelsel o.a. 'gematerialiseerd' door de achtergrondstraling.

Heeft achtergrondstraling een rustmassa?
Utinam logica falsa tuam philosophiam totam suffodiant.
Avatar gebruiker
The Menace
 
Berichten: 619
Geregistreerd: 30 mei 2008, 10:33
Woonplaats: Nijmegen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Mopje » 24 aug 2010, 09:12

Hi Menace,

De achtergrondstraling is elektromagnetische straling, het deeltje dus de foton en die heeft geen rustmassa.

Een vraagje aan JM, wat is nu het 'universeel referentiestelsel'?

Dat belet echter niet dat objecten die zich in tegenovergestelde richting met snelheid c van een punt in de ruimte zouden verwijderen een relatieve snelheid van 2c zouden hebben.


Dit is de klassieke mechanica en het optellen van snelheden!

Ik heb een handige site gevonden voor de 'relativisten':

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... l2.html#c1
"Wes pakt soms de stofzuiger. Ja echt. Dat doet hij gewoon." Yolanthe Cabau van Kasbergen
Mopje
 
Berichten: 957
Geregistreerd: 09 aug 2010, 11:05

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor The Menace » 24 aug 2010, 13:57

Mopje,

Bedankt voor je antwoord, maar de vraag was eigenlijk specifiek aan jm74 gesteld, omdat die beweert (en ik zeg niet dat hij perse ongelijk heeft, maar ik heb er mijn twijfels over) dat je stil kunt blijven hangen ten opzichte van de achtergrond straling.
Als die straling geen rustmassa heeft, ga ik er vanuit dat die straling altijd en overal, in elk referentiestelsel, dezelfde snelheid zal hebben. Of je in de ruimte, in the middle of nowhere, stil blijft hangen of niet, is dus niet te meten volgens mij.

Met andere woorden; volgens mij heeft het afstoten van objecten (zoals je schoonmoeder en de koelkast van je ruimteschip) altijd snelheidsvermeerdering tot gevolg.

Groetjes, Dennis
Utinam logica falsa tuam philosophiam totam suffodiant.
Avatar gebruiker
The Menace
 
Berichten: 619
Geregistreerd: 30 mei 2008, 10:33
Woonplaats: Nijmegen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor zuurSTOF » 24 aug 2010, 17:44

Stil hangen ten opzichte de achtergrondstraling is een toestand waarin je een absolute isotropie zou constateren. Dit houdt in dat de gemeten golflengte in alle richtingen gelijk moet zijn. Dat is ook een toestand waar verondersteld wordt dat je je in absolute rust bevindt.

Aan een snelheid die bijna de lichtsnelheid is, zal de achtergrondstraling een bijna maximale anisotropie vertonen met een hyper hoge frequentie in de richting van de beweging, en een evenredige lage frequentie in de andere richting. In de richting haaks op de beweging zal de achtergrondstraling gemeten worden aan een hogere frequentie (dan die in rust) evenredig met de dilatatie die je ondergaat.

Aan die snelheid je schoonmoeder wegschieten tegen een muur van plasma kan misschien wel voordelen hebben, voor een waarnemer op aarde, die de afloop van dit schouwspel wil meemaken, zal echter enkele miljarden jaar moet wachten om te kunnen constateren dat de schoonmoeder (die ondertussen al over...over...overgrootmoeder is geworden :D )daadwerkelijk iets sneller beweegt dan het ruimteschip zelf, maar heelaas toch niet sneller dan de lichtsnelheid. Je mag er zeker van zijn dat dergelijke experimenten eerder zullen "verdampen" dan dat je zal kunnen constateren dat je iets minder snel aan het verouderen bent...
zuurSTOF
 
Berichten: 1157
Geregistreerd: 21 okt 2006, 11:54
Woonplaats: Gent

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor curantil » 30 aug 2010, 23:23

jm074 schreef:Een raket kan nooit een grotere snelheid krijgen dan de snelheid van de materie die ze uitstoot

Dit klopt niet hoor jm.

Voor de voortstuwing is de behoud van impuls van toepassing.
Als je m1 de massa van de raket neemt, en m2 de massa van de uitgestoten materie:
m1v1+m2v2 = m1v1'+m2v2'
v1 en v2 zijn natuurlijk gelijk omdat de raket en de materie samen bewegen. Na het uitstoten, zal de materie een snelheid v2' hebben, en de raket een snelheid v1'. v2' gaat kleiner zijn dan v2 omdat we het tegen de bewegingsrichting in duwen. v1' zal dus groter zijn dan v1, v2 en v2'.
Science knows it doesn't know everything, otherwise it would stop --Dara O'Briain
curantil
 
Berichten: 226
Geregistreerd: 06 nov 2008, 10:59

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor The Menace » 31 aug 2010, 05:06

Dat zeg ik.
Utinam logica falsa tuam philosophiam totam suffodiant.
Avatar gebruiker
The Menace
 
Berichten: 619
Geregistreerd: 30 mei 2008, 10:33
Woonplaats: Nijmegen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor curantil » 31 aug 2010, 06:35

The Menace schreef:Dat zeg ik.

Dat is waar. Ik steun je met de bijhorende formule dus. ;)
Science knows it doesn't know everything, otherwise it would stop --Dara O'Briain
curantil
 
Berichten: 226
Geregistreerd: 06 nov 2008, 10:59

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor The Menace » 31 aug 2010, 23:33

Curantil schreef:Dat is waar. Ik steun je met de bijhorende formule dus. :wink:

Waarvoor dank :)

Enniewee, is er nu consensus? Of gaat bijvoorbeeld jm074 nog niet mee?
Utinam logica falsa tuam philosophiam totam suffodiant.
Avatar gebruiker
The Menace
 
Berichten: 619
Geregistreerd: 30 mei 2008, 10:33
Woonplaats: Nijmegen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor jm074 » 01 sep 2010, 16:53

jm074 schreef:
Een raket kan nooit een grotere snelheid krijgen dan de snelheid van de materie die ze uitstoot

curantil schreef:
Dit klopt niet hoor jm.

Voor de voortstuwing is de behoud van impuls van toepassing.
Als je m1 de massa van de raket neemt, en m2 de massa van de uitgestoten materie:
m1v1+m2v2 = m1v1'+m2v2'
v1 en v2 zijn natuurlijk gelijk omdat de raket en de materie samen bewegen. Na het uitstoten, zal de materie een snelheid v2' hebben, en de raket een snelheid v1'. v2' gaat kleiner zijn dan v2 omdat we het tegen de bewegingsrichting in duwen. v1' zal dus groter zijn dan v1, v2 en v2'.

Er moet hier een misverstand zijn, denk ik, omdat ik in bovenstaande quote niet correct uitdrukte wat ik bedoelde.
Correctie: een raket kan nooit een grotere snelheid krijgen dan de snelheid WAARMEE ze materie uitstoot.
Als de raket materie uitstoot met v = v2, dan is v2´ gelijk aan v1 – v2 = 0
In de gelijkheid m1v1 + m2v2 = m1v1´ + m2v2´ verdwijnen na de uitstoot van massa m2 de termen mv2 en mv2´. Daaruit volgt: m1v1 = m1v1´ en dus blijft de snelheid van de raket onveranderd. :idea: :?:

Groetjes,
jm074
"We are students of nature, and we adjust our concepts as the lessons continue"
P.James Peebles
jm074
 
Berichten: 800
Geregistreerd: 21 okt 2006, 16:00

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor curantil » 01 sep 2010, 17:37

jm074 schreef:Correctie: een raket kan nooit een grotere snelheid krijgen dan de snelheid WAARMEE ze materie uitstoot.
Als de raket materie uitstoot met v = v2, dan is v2´ gelijk aan v1 – v2 = 0
In de gelijkheid m1v1 + m2v2 = m1v1´ + m2v2´ verdwijnen na de uitstoot van massa m2 de termen mv2 en mv2´. Daaruit volgt: m1v1 = m1v1´ en dus blijft de snelheid van de raket onveranderd. :idea: :?:

Ook die interpretatie is niet juist.

m2v2 verdwijnt niet uit de formule. v2 is de beginsnelheid, en gelijk aan v1. v2' wordt natuurlijk wel 0 zodat die weg valt. (En voor de volledigheid, m2 blijft natuurlijk constant).
Dus dan krijg je m1v1 + m2v2 = m1v1'. Waardoor v1' groter zal zijn dan v1.

Als we dat verder uitrekenen, dan zien we dat v1' wordt :
m1v1 + m2v1 = m1v1' (aangezien v2=v1)
of
v1' = v1 + v1*m2/m1
Dus als m2>m1, dan zal v1' zelfs meer dan dubbel zo snel gaan als voorheen. Dus zelfs de snelheidsverandering is niet gelimiteerd door de snelheid waarmee de materie wordt afgestoten.
Science knows it doesn't know everything, otherwise it would stop --Dara O'Briain
curantil
 
Berichten: 226
Geregistreerd: 06 nov 2008, 10:59

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor The Menace » 01 sep 2010, 23:43

Voor wiskunde-leken: als je schoonmoeder je op je verjaardag probeert te zoenen en je duwt haar met geweld van je af, dan krijg je allebei een (andere) snelheid. Is je schoonmoeder een klein opdondertje, dan verzet je zelf nauwelijks een stap en gooi je je schoonmoeder tegen de muur. Heeft ze echter de vormen en afmetingen van een nijlpaard, dan zal zij nagenoeg blijven staan waar ze staat en lig je zelf op de grond.

Dat gegeven even doortrekken naar het topic onderwerp: als bovenstaande aanranding gebeurt bij 99,99999 etc. procent van de lichtsnelheid en je duwt je schoonmoeder van je af in de richting waarmee je jezelf voortbeweegt, dan is het niet zo dat je schoonmoeder bij die snelheid niks merkt van jouw geduw en je zelf 'stil' blijft hangen ten opzichte van de achtergrondstraling. Mijns inziens duw je haar dan conform Curantils formules nog steeds verder richting lichtsnelheid.
Utinam logica falsa tuam philosophiam totam suffodiant.
Avatar gebruiker
The Menace
 
Berichten: 619
Geregistreerd: 30 mei 2008, 10:33
Woonplaats: Nijmegen

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor jm074 » 02 sep 2010, 17:40

Curantil schreef:
(...)Dus dan krijg je m1v1 + m2v2 = m1v1'. Waardoor v1' groter zal zijn dan v1.

Als we dat verder uitrekenen, dan zien we dat v1' wordt :
m1v1 + m2v1 = m1v1' (aangezien v2=v1)
of
v1' = v1 + v1*m2/m1
Dus als m2>m1, dan zal v1' zelfs meer dan dubbel zo snel gaan als voorheen. (...)

Ik ga er even van uit dat curantil gelijk heeft en pas zijn laatste formule toe op volgend voorbeeld.

Stel wij lanceren een raket waarin de massa van de brandstof vele keren groter is dan de massa van de lege raket, zodanig dat als de raket de snelheid v1 = 0,5c bereikt ze nog, aan brandstof, tweemaal de massa van de lege raket in voorraad heeft. De totale massa is dan, op dat ogenblik m1 + m2 = 3m1. Stel eveneens dat de motor van de raket verder, zoals eerder verondersteld, de massa m2 uitstoot met snelheid v2 = v1 = 0,5c.

Wij krijgen dan: 3m1 x 0,5c = m1 x v1´, waaruit v1´= 1,5c.

Als een versnelling tot 1,5c toch mogelijk zou zijn, dan rijst de vraag: met hoeveel brandstof moet de raket vertrekken om dit te realiseren? Wil iemand die vraag beantwoorden?

Groetjes,
jm074
"We are students of nature, and we adjust our concepts as the lessons continue"
P.James Peebles
jm074
 
Berichten: 800
Geregistreerd: 21 okt 2006, 16:00

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor curantil » 02 sep 2010, 18:45

The Menace schreef:Mijns inziens duw je haar dan conform Curantils formules nog steeds verder richting lichtsnelheid.

True. Maar ik wou wel enkel zeggen dat je sneller kan gaan dan de massa die je weg stoot.

Bij relativistische snelheden komt er nog een Lorentz factor in de formule. Die gaat er uiteindelijk voor zorgen dat je oneindig veel energie nodig hebt om te versnellen. Zodra ik de tijd vind zal ik daar iets meer over posten.
http://en.wikipedia.org/wiki/Momentum#M ... _mechanics

jm075 schreef:Als een versnelling tot 1,5c toch mogelijk zou zijn, dan rijst de vraag: met hoeveel brandstof moet de raket vertrekken om dit te realiseren? Wil iemand die vraag beantwoorden?

Die oefening wil ik wel proberen zodra ik de tijd vind.
Science knows it doesn't know everything, otherwise it would stop --Dara O'Briain
curantil
 
Berichten: 226
Geregistreerd: 06 nov 2008, 10:59

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor curantil » 03 sep 2010, 14:54

De behoud van impuls formules gaan ons niet de reden geven waarom we niet aan de lichtsnelheid gaan geraken.
Deze formules houden geen rekening met de energie die nodig is om iets die snelheid te geven. Je kan namelijk niet de massa zomaar die snelheid geven, maar die moet van uit rust naar de snelheid versneld worden.

Wat zal helpen is kijken naar de energie die er voor nodig zou zijn om een object de lichtsnelheid te laten bereiken.

Aangezien we behoud van energie hebben, moet alle energie die een object bezit er ooit zijn in gestoken (of al aanwezig zijn).
Dus stel we willen een satelliet de lichtsnelheid laten bereiken. De "rust" energie is E=m*c².
Als het in beweging is, gaat het echter E² = (p*c)²+(m*c)². Waar p de relativistische impuls is (p = m*v/sqrt(1-v²/c²)).

Als we dat uitrekenen, dan zien we dat de energie in het object naar oneindig gaat bij de lichtsnelheid.
Afbeelding
Dat is natuurlijk als we de energie langs buiten leveren om het object te versnellen.

Als we het echter van binnen uit doen zoals we bezig waren, dan hebben we het probleem dat we onze te lanceren massa moeten versneld krijgen. We kunnen kiezen om veel massa weinig te versnellen, of weinig massa veel te versnellen. Aangezien bij de laatste optie de relativistische processen weer gaan tegenwerken, denk ik dat we beter de grote hoeveelheid massa proberen te versnellen. Maar het nadeel is dan weer dat we weer met meer "brandstof" moeten vertrekken waardoor het voortstuwen minder efficiënt wordt.
En die berekeningen worden al snel te ingewikkeld dus die ga ik voorlopig niet doen.

(sorry voor de dubbele prentjes, maar hij wilt de bijlage zelf precies alleen met scrollbars tonen)
Bijlagen
versnellingtotlicht.gif
versnellingtotlicht.gif (8.07 KiB) 3856 keer bekeken
Science knows it doesn't know everything, otherwise it would stop --Dara O'Briain
curantil
 
Berichten: 226
Geregistreerd: 06 nov 2008, 10:59

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor curantil » 03 sep 2010, 15:10

jm074 schreef:CStel wij lanceren een raket waarin de massa van de brandstof vele keren groter is dan de massa van de lege raket, zodanig dat als de raket de snelheid v1 = 0,5c bereikt ze nog, aan brandstof, tweemaal de massa van de lege raket in voorraad heeft. De totale massa is dan, op dat ogenblik m1 + m2 = 3m1. Stel eveneens dat de motor van de raket verder, zoals eerder verondersteld, de massa m2 uitstoot met snelheid v2 = v1 = 0,5c.

Wij krijgen dan: 3m1 x 0,5c = m1 x v1´, waaruit v1´= 1,5c.

Als een versnelling tot 1,5c toch mogelijk zou zijn, dan rijst de vraag: met hoeveel brandstof moet de raket vertrekken om dit te realiseren? Wil iemand die vraag beantwoorden?

Ok, we zullen dus even de relativistische effecten achterwegen laten, en ook de energie nodig om de dingen te versnellen. Anders klopt de originele oefening niet meer.
We vertrekken van uit stilstand, dus v0 = 0. Als we dan nog eens de massa 3m1 van ons weg duwen zodat die tegen 0,5c van de lanceerbasis af vliegt, dan krijgen wij de snelheid 0,5c (in de andere richting).
Dus een oplossing is dat we in totaal 6m1 aan massa hebben (of 5m1 aan massa "brandstof")
Science knows it doesn't know everything, otherwise it would stop --Dara O'Briain
curantil
 
Berichten: 226
Geregistreerd: 06 nov 2008, 10:59

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor jm074 » 03 sep 2010, 17:15

Curantil schreef:
Voor de voortstuwing is de behoud van impuls van toepassing.
Als je m1 de massa van de raket neemt, en m2 de massa van de uitgestoten materie:
m1v1+m2v2 = m1v1'+m2v2'
v1 en v2 zijn natuurlijk gelijk omdat de raket en de materie samen bewegen. Na het uitstoten, zal de materie een snelheid v2' hebben, en de raket een snelheid v1'. v2' gaat kleiner zijn dan v2 omdat we het tegen de bewegingsrichting in duwen. v1' zal dus groter zijn dan v1, v2 en v2'.


jm074 schreef:
Als een versnelling tot 1,5c toch mogelijk zou zijn, dan rijst de vraag: met hoeveel brandstof moet de raket vertrekken om dit te realiseren? Wil iemand die vraag beantwoorden?


curantil schreef:
Die oefening wil ik wel proberen zodra ik de tijd vind.

Aangezien bij de laatste optie de relativistische processen weer gaan tegenwerken, denk ik dat we beter de grote hoeveelheid massa proberen te versnellen. Maar het nadeel is dan weer dat we weer met meer "brandstof" moeten vertrekken waardoor het voortstuwen minder efficiënt wordt.
En die berekeningen worden al snel te ingewikkeld dus die ga ik voorlopig niet doen.

We vertrekken van uit stilstand, dus v0 = 0. Als we dan nog eens de massa 3m1 van ons weg duwen zodat die tegen 0,5c van de lanceerbasis af vliegt, dan krijgen wij de snelheid 0,5c (in de andere richting).
Dus een oplossing is dat we in totaal 6m1 aan massa hebben (of 5m1 aan massa "brandstof")

Die laatste quote is, volgens mij, naast de kwestie omdat wij er oorspronkelijk van uitgingen dat 3m1 reeds de snelheid 0,5c had vóór 2m1 wordt uitgestoten. De berekening van de nodige brandstof is, denk ik, veel complexer omdat de totale massa, die moet worden versneld, voortdurend verandert door het verbranden en uitstoten van materie. De ontwerpers van raketten moeten dat probleem wel oplossen.

Terug daarom naar de uitgangsformule uit de eerste quote:
m1v1 + m2v2 = m1v1´+ m2v2´ waarin v2 = v1. Dat wordt dus, met m2 = 2m1:
m1v1 + 2m1v1 = m1v1´+ m2v2´
Wij waren het er al over eens dat v2´ = v1 – v1 = 0 en dat m2v2´ dus verdwijnt uit het tweede lid van de gelijkheid. De uitgestoten materie heeft dus geen snelheid meer en blijft 'ter plaatse' hangen. Wij kunnen dat waarnemen bij straalvliegtuigen op kruissnelheid als de rookgassen condenseren. Die blijven 'ter plaatse' achter terwijl het vliegtuig zijn weg vervolgt.

Ik beweerde, zonder ondersteuning van een argument, dat 2mv1 ook moest verdwijnen uit het eerste lid van de gelijkheid. Dat werd betwist door curantil en ik vroeg mij af of hij (zij) soms gelijk had. Mijn argument is nu dat tussen de toestanden weergegeven door de twee leden van de gelijkheid – vóór en na de verbranding en uitstoting van 2m1 – de impuls 2mv1 wel degelijk moet verdwijnen uit het eerste lid nar het tweede lid als -2m1v1.

Als bovenstaande redenering klopt dan is het bewijs geleverd dat een raket geen grotere snelheid kan bereiken dan die waarmee materie wordt uitgestoten.

Groetjes,
jm074
"We are students of nature, and we adjust our concepts as the lessons continue"
P.James Peebles
jm074
 
Berichten: 800
Geregistreerd: 21 okt 2006, 16:00

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor Mopje » 03 sep 2010, 17:31

Hoi,

Vraagje, ten opzichte van wie heeft die raket snelheid? :wink:
"Wes pakt soms de stofzuiger. Ja echt. Dat doet hij gewoon." Yolanthe Cabau van Kasbergen
Mopje
 
Berichten: 957
Geregistreerd: 09 aug 2010, 11:05

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor curantil » 03 sep 2010, 21:08

jm074 schreef:ik vroeg mij af of hij (zij)

hij ;)
jm074 schreef:De berekening van de nodige brandstof is, denk ik, veel complexer omdat de totale massa, die moet worden versneld, voortdurend verandert door het verbranden en uitstoten van materie. De ontwerpers van raketten moeten dat probleem wel oplossen.

Dat is waar. De berekeningen voor brandstof zijn veel ingewikkelder. De vraag (of zo heb ik het geïnterpreteerd) ging uit van een vereenvoudigde versie waar we de energie en de mogelijkheid hebben om de massa's aan de gegeven snelheden van elkaar weg te laten bewegen.

En over het verdwijnen van termen in de formule: Er verdwijnt niets uit de formule. Niet links, niet rechts. Ik ga even de namen veranderen omdat ik heb gemerkt dat het '-teken niet echt duidelijk is.
De formule : ma.va1 + mb.vb1 = ma.va2 + mb.vb2
Wilt zeggen, de som van de impulsen op ogenblik 1 is gelijk aan de soms van de impulsen op ogenblik 2.
vb2 wordt 0 in het voorbeeld, maar staat nog altijd in de formule. Het is niet dat we langs beide kanten een zelfde hoeveelheid af trekken. De betekenis van de formule is dat va gaat veranderen in functie van vb.

Het voorbeeld van the menace illustreert het denk ik goed. Als jij je afduwt tegen een nijlpaard, dan ga je natuurlijk sneller bewegen dan het nijlpaard.

Om op mopje zijn/haar vraag te antwoorden : de beweging is genomen van een theoretische begin positie. De exacte locatie is niet zo van belang, buiten dat die vast blijft staan. Het is een theoretisch "experiment".
Science knows it doesn't know everything, otherwise it would stop --Dara O'Briain
curantil
 
Berichten: 226
Geregistreerd: 06 nov 2008, 10:59

Re: snelheden opgeteld hoger dan lichtsnelheid?

Berichtdoor jm074 » 05 sep 2010, 16:41

Mopje Schreef:
Vraagje, ten opzichte van wie heeft die raket snelheid?

1.Het volledige antwoord: t.o.v. elk object of levend wezen dat zich niet in dezelfde baan, in dezelfde richting, en met dezelfde snelheid beweegt in een referentiestelsel dat het ganse heelal omvat.
2.Het onvolledige antwoord: t.o.v. de waarnemer (wij) die, samen met andere levende wezens en objecten, eigen bewegingen hebben in het zootje (met daaraan verbonden het onvermijdelijke referentiestelsel) dat met een snelheid van 600 km/s door het referentiestelsel van het ganse heelal schijnt te razen.
Groetjes en tot weerzien op Kosmologie als die rakettenkwestie uit de voeten is.

jm074 :wink:
Laatst bijgewerkt door jm074 op 05 sep 2010, 18:43, in totaal 1 keer bewerkt.
"We are students of nature, and we adjust our concepts as the lessons continue"
P.James Peebles
jm074
 
Berichten: 800
Geregistreerd: 21 okt 2006, 16:00

Volgende

Keer terug naar Wetenschap

Wie is er online

Gebruikers op dit forum: Geen geregistreerde gebruikers. en 2 gasten

cron