Irrtümer - Versionsgeschichte

Admin: /* Bewegung */

2007-07-29T14:22:47Z

Bewegung

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	*#weil sich die Kapsel im luftleeren Raum befindet		*#weil sich die Kapsel im luftleeren Raum befindet
	*#weil er sich ausserhalb des Magnetfelds der Erde befindet		*#weil er sich ausserhalb des Magnetfelds der Erde befindet
	**'''Berichtigung:''' Die beiden letzten Behauptungen sind völliger Unsinn und müssen nicht weiter kommentiert werden. Das [[Gravitationsfeld]] der Erde geht mit dem Quadrat des Abstandes von der Erdmitte zurück und ist somit nirgends genau gleich Null. Aber in jedem antriebslos durch den leeren Vakuum fallenden Raumschiff ist man [[~~Schwerrelosigkeit~~\|schwerelos]], weil das Gravitationsfeld bis auf das [[Gezeitenfeld]] durch die Fallbewegung wegtransformiert wird. Antwort 3 ist somit richtig. Antwort 1 ist richtig, sobald man die Gravitation im Sinne von Einstein auffasst.		**'''Berichtigung:''' Die beiden letzten Behauptungen sind völliger Unsinn und müssen nicht weiter kommentiert werden. Das [[Gravitationsfeld]] der Erde geht mit dem Quadrat des Abstandes von der Erdmitte zurück und ist somit nirgends genau gleich Null. Aber in jedem antriebslos durch den leeren Vakuum fallenden Raumschiff ist man [[Schwerelosigkeit\|schwerelos]], weil das Gravitationsfeld bis auf das [[Gezeitenfeld]] durch die Fallbewegung wegtransformiert wird. Antwort 3 ist somit richtig. Antwort 1 ist richtig, sobald man die Gravitation im Sinne von Einstein auffasst.
	**'''Hintergrund:''' Das '''statische''' Universum von ''Isaac Newton'' wird von einem absolut ruhenden Raum aufgespannt. Darin entfaltet das Gravitationsfeld, das von den Massen der einzelnen Himmelskörper erzeugt wird, eine von Raum und Zeit unabhängige Wirkung. In allen gleichförmig dazu bewegten Systemen, den [[Inertialsystem]]en, gelten die Bewegungsgesetze uneingeschränkt. Im '''dynamischen''' Universum von ''Albert Einstein'' gelten die Gesetze der Physik in allen Bezugssystemen. Die Gravitation selber, die in allen frei fallenden Systemen lokal verschwindet, ist ein rein geometrisches Phänomen. Gefühlsmässig stehen wir Einstein viel näher als Newton, da wir vom lokal nachweisbaren Gravitationsfeld direkt beeinflusst werden (vergl. oben).		**'''Hintergrund:''' Das '''statische''' Universum von ''Isaac Newton'' wird von einem absolut ruhenden Raum aufgespannt. Darin entfaltet das Gravitationsfeld, das von den Massen der einzelnen Himmelskörper erzeugt wird, eine von Raum und Zeit unabhängige Wirkung. In allen gleichförmig dazu bewegten Systemen, den [[Inertialsystem]]en, gelten die Bewegungsgesetze uneingeschränkt. Im '''dynamischen''' Universum von ''Albert Einstein'' gelten die Gesetze der Physik in allen Bezugssystemen. Die Gravitation selber, die in allen frei fallenden Systemen lokal verschwindet, ist ein rein geometrisches Phänomen. Gefühlsmässig stehen wir Einstein viel näher als Newton, da wir vom lokal nachweisbaren Gravitationsfeld direkt beeinflusst werden (vergl. oben).
	*'''Behauptung:''' Der Mond fällt nicht runter, weil auf seiner Bahn die Fliehkraft genauso gross ist wie die Anziehungskraft.		*'''Behauptung:''' Der Mond fällt nicht runter, weil auf seiner Bahn die Fliehkraft genauso gross ist wie die Anziehungskraft.

Admin: /* Wärme */

2007-07-09T11:12:24Z

Wärme

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	==Wärme==		==Wärme==
	*'''Behauptung:''' Der ~~Wärmeinhalt~~ ist ein Mass für die Energie eines Systems.		*'''Behauptung:''' Der [[Wärme]]inhalt ist ein Mass für die Energie eines Systems.
	**'''Berichtigung:''' Ein homogener Stoff kann auf zwei Arten Energie austauschen: zusammen mit der [[Entropie]] als [[Wärme]] und zusammen mit dem [[Impuls]] als [[Arbeit]]. Der Energieinhalt des Körpers heisst [[innere Energie]]. Diese seit mehr als 150 Jahre gültige Unterscheidung zwischen Arbeit, Wärme und innerer Energie lässt den Begriff Wärmeinhalt gar nicht zu.		**'''Berichtigung:''' Ein homogener Stoff kann auf zwei Arten Energie austauschen: zusammen mit der [[Entropie]] als [[Wärme]] und zusammen mit dem [[Impuls]] als [[Arbeit]]. Der Energieinhalt des Körpers heisst [[innere Energie]]. Diese seit mehr als 150 Jahre gültige Unterscheidung zwischen Arbeit, Wärme und innerer Energie lässt den Begriff Wärmeinhalt gar nicht zu.
	**'''Hintergrund:''' Beschränkt man sich auf die thermischen Prozesse, bei denen ein Körper bei konstantem Druck aufgeheizt oder abgekühlt wird, entspricht die Wärme, die zusammen mit der Entropie ausgetauschte Energie, der Änderung der [[Enthalpie]]. Wer Wärmeinhalt sagt, meint meistens die Enthalpie eines Systems.		**'''Hintergrund:''' Beschränkt man sich auf die thermischen Prozesse, bei denen ein Körper bei konstantem Druck aufgeheizt oder abgekühlt wird, entspricht die Wärme, die zusammen mit der Entropie ausgetauschte Energie, der Änderung der [[Enthalpie]]. Wer Wärmeinhalt sagt, meint meistens die Enthalpie eines Systems.
			*'''Behauptung:''' [[Entropie]] ist ein Mass für die Unordnung eines Systems.
			**'''Berichtigung:''' In einem mikroskopischen Modell (ideales Gas, gelöste Stoffe, Magnetisierung) ist die Entropie ein Mass für die [[Zustandssumme]]. Die Zustandssumme beschreibt, wie viele mögliche, nicht unterscheidbare Anordnungen bei einem bestimmten Zustand (Volumen, Temperatur, Gesamtenergie) möglich sind. In einem mikroskopischen Modell ist die Entropie demnach ein Mass für die möglichen '''Anordnungen'''.
			**'''Hintergrund:''' In populärwissenschaftlichen Büchern, aber auch in vielen Lehrbüchern wird die Entropie mit Unordnung gleichgesetzt. Das Problem besteht in erster Linie darin, dass der umgangssprachliche Begriff Unordnung nicht eindeutig definiert ist. Zudem beschränkt sich die statistische Definition, wonach die Entropie gleich der Boltzmannkonstante mal der natürliche Logarithmus der Zustandssumme ist, auf einige wenige, mikroskopisch beschreibbare Systeme. Die [[Entropie]] ist primär die [[Primärgrösse\|Basismenge]] der [[Thermodynamik]] und entspricht ziemlich genau dem, was die meisten Leute unter der [[Wärme]]menge verstehen.


	[[Kategorie:Basis]] [[Kategorie:Trans]] [[Kategorie:Rot]] [[Kategorie:Elektro]]		[[Kategorie:Basis]] [[Kategorie:Trans]] [[Kategorie:Rot]] [[Kategorie:Elektro]]

Admin: /* Elektrizität */

2007-07-09T10:53:16Z

Elektrizität

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	==Elektrizität==		==Elektrizität==
	*'''Behauptung:''' Die physikalische Stromrichtung entspricht der Bewegungsrichtung der Ladungsträger. Die technische Stromrichtung ist entgegengesetzt.		*'''Behauptung:''' Die physikalische Stromrichtung entspricht der Bewegungsrichtung der Ladungsträger. Die technische Stromrichtung ist entgegengesetzt.
	**'''~~Berichtungung~~:''' Unter einem Strom versteht man primär den Transport einer [[Primärgrösse\|mengenartigen Grösse]] durch den Raum. Weil die elektrische Ladung eines Körpers gegensätzliche Werte annehmen kann, musste das Vorzeichen der Ladung willkürlich festgelegt werden. Mit der Zuweisung des positiven Vorzeichens zur Ladung ist auch die Richtung der elektrischen Stromes bestimmt. Verbindet man zum Beispiel zwei gegensätzlich geladene, isoliert aufgehängte Metallkugeln, nimmt die Ladung in der einen Kugel von einem negativen Wert gegen Null zu und in der andern von einem positiven Wert gegen Null ab. Diesen Sachverhalt kann man im [[Flüssigkeitsbild]] anschaulich darstellen. Der elektrische Strom fliesst nun vom Körper mit abnehmender zum Körper mit zunehmender elektrischer Ladung. Die elektrischen Ladung wird also immer in die als technisch definierte Richtung transportiert: die technische ist die elektrische Stromrichtung.		**'''Berichtung:''' Unter einem Strom versteht man primär den Transport einer [[Primärgrösse\|mengenartigen Grösse]] durch den Raum. Weil die elektrische Ladung eines Körpers gegensätzliche Werte annehmen kann, musste das Vorzeichen der Ladung willkürlich festgelegt werden. Mit der Zuweisung des positiven Vorzeichens zur Ladung ist auch die Richtung der elektrischen Stromes bestimmt. Verbindet man zum Beispiel zwei gegensätzlich geladene, isoliert aufgehängte Metallkugeln, nimmt die Ladung in der einen Kugel von einem negativen Wert gegen Null zu und in der andern von einem positiven Wert gegen Null ab. Diesen Sachverhalt kann man im [[Flüssigkeitsbild]] anschaulich darstellen. Der elektrische Strom fliesst nun vom Körper mit abnehmender zum Körper mit zunehmender elektrischer Ladung. Die elektrischen Ladung wird also immer in die als technisch definierte Richtung transportiert: die technische ist die elektrische Stromrichtung.
	**'''Hintergrund:''' Seit man weiss, dass in Metallen die elektrische Ladung von [[Elektron]]en transportiert wird, erklärt man den Ladungstransport mit Hilfe dieser Elementarteilchen. Weil die Elektronen negativ geladen sind, fliessen die [[Teilchen]] und die [[elektrische Ladung]] gegeneinander. Ein analoges Phänomen tritt aber auch auf, wenn man die Richtung des Energiestromes untersucht: beim Wechselstrom fliesst die Energie einmal mit und einmal gegen den elektrischen Strom; beim Fahrrad wird die Energie immer gegen die belastete Kette transportiert; in einem auf Zug belasteten Seil kann die Energie mit oder gegen den [[Energieträger]], den [[Impuls]], fliessen. Die physikalische Stromrichtung beschreibt demnach den Transport der Teilchen und nicht den der elektrischen Ladung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Elektronen im Metall nur bedingt als Teilchen angesehen werden können. Von einer Bewegung im Sinne der Mechanik darf bei den im Metall eingebundenen Elektronen auf keinen Fall gesprochen werden.		**'''Hintergrund:''' Seit man weiss, dass in Metallen die elektrische Ladung von [[Elektron]]en transportiert wird, erklärt man den Ladungstransport mit Hilfe dieser Elementarteilchen. Weil die Elektronen negativ geladen sind, fliessen die [[Teilchen]] und die [[elektrische Ladung]] gegeneinander. Ein analoges Phänomen tritt aber auch auf, wenn man die Richtung des Energiestromes untersucht: beim Wechselstrom fliesst die Energie einmal mit und einmal gegen den elektrischen Strom; beim Fahrrad wird die Energie immer gegen die belastete Kette transportiert; in einem auf Zug belasteten Seil kann die Energie mit oder gegen den [[Energieträger]], den [[Impuls]], fliessen. Die physikalische Stromrichtung beschreibt demnach den Transport der Teilchen und nicht den der elektrischen Ladung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Elektronen im Metall nur bedingt als Teilchen angesehen werden können. Von einer Bewegung im Sinne der Mechanik darf bei den im Metall eingebundenen Elektronen auf keinen Fall gesprochen werden.

Admin: /* Elektrizität */

2007-07-09T09:14:40Z

Elektrizität

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	==Elektrizität==		==Elektrizität==
			*'''Behauptung:''' Die physikalische Stromrichtung entspricht der Bewegungsrichtung der Ladungsträger. Die technische Stromrichtung ist entgegengesetzt.
			**'''Berichtungung:''' Unter einem Strom versteht man primär den Transport einer [[Primärgrösse\|mengenartigen Grösse]] durch den Raum. Weil die elektrische Ladung eines Körpers gegensätzliche Werte annehmen kann, musste das Vorzeichen der Ladung willkürlich festgelegt werden. Mit der Zuweisung des positiven Vorzeichens zur Ladung ist auch die Richtung der elektrischen Stromes bestimmt. Verbindet man zum Beispiel zwei gegensätzlich geladene, isoliert aufgehängte Metallkugeln, nimmt die Ladung in der einen Kugel von einem negativen Wert gegen Null zu und in der andern von einem positiven Wert gegen Null ab. Diesen Sachverhalt kann man im [[Flüssigkeitsbild]] anschaulich darstellen. Der elektrische Strom fliesst nun vom Körper mit abnehmender zum Körper mit zunehmender elektrischer Ladung. Die elektrischen Ladung wird also immer in die als technisch definierte Richtung transportiert: die technische ist die elektrische Stromrichtung.
			**'''Hintergrund:''' Seit man weiss, dass in Metallen die elektrische Ladung von [[Elektron]]en transportiert wird, erklärt man den Ladungstransport mit Hilfe dieser Elementarteilchen. Weil die Elektronen negativ geladen sind, fliessen die [[Teilchen]] und die [[elektrische Ladung]] gegeneinander. Ein analoges Phänomen tritt aber auch auf, wenn man die Richtung des Energiestromes untersucht: beim Wechselstrom fliesst die Energie einmal mit und einmal gegen den elektrischen Strom; beim Fahrrad wird die Energie immer gegen die belastete Kette transportiert; in einem auf Zug belasteten Seil kann die Energie mit oder gegen den [[Energieträger]], den [[Impuls]], fliessen. Die physikalische Stromrichtung beschreibt demnach den Transport der Teilchen und nicht den der elektrischen Ladung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Elektronen im Metall nur bedingt als Teilchen angesehen werden können. Von einer Bewegung im Sinne der Mechanik darf bei den im Metall eingebundenen Elektronen auf keinen Fall gesprochen werden.

	==Wärme==		==Wärme==

Admin: /* Wärme */

2007-07-09T08:32:35Z

Wärme

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	==Wärme==		==Wärme==
			*'''Behauptung:''' Der Wärmeinhalt ist ein Mass für die Energie eines Systems.
			**'''Berichtigung:''' Ein homogener Stoff kann auf zwei Arten Energie austauschen: zusammen mit der [[Entropie]] als [[Wärme]] und zusammen mit dem [[Impuls]] als [[Arbeit]]. Der Energieinhalt des Körpers heisst [[innere Energie]]. Diese seit mehr als 150 Jahre gültige Unterscheidung zwischen Arbeit, Wärme und innerer Energie lässt den Begriff Wärmeinhalt gar nicht zu.
			**'''Hintergrund:''' Beschränkt man sich auf die thermischen Prozesse, bei denen ein Körper bei konstantem Druck aufgeheizt oder abgekühlt wird, entspricht die Wärme, die zusammen mit der Entropie ausgetauschte Energie, der Änderung der [[Enthalpie]]. Wer Wärmeinhalt sagt, meint meistens die Enthalpie eines Systems.

	[[Kategorie:Basis]]		[[Kategorie:Basis]] [[Kategorie:Trans]] [[Kategorie:Rot]] [[Kategorie:Elektro]]
			[[Kategorie:Thermo]]

Admin: /* Rotation */

2007-07-09T08:17:00Z

Rotation

← Nächstältere Version		Version vom 9. Juli 2007, 08:17 Uhr
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	==Rotation==		==Rotation==
	*'''Behauptung:''' [[Zentripetalkraft]] und [[Zentrifugalkraft]] hängen eng zusammen.		*'''Behauptung:''' [[Zentripetalkraft]] und [[Zentrifugalkraft]] hängen eng zusammen.
	**'''Berichtigung:''' Als [[Zentripetalkraft]] bezeichnet man die resultierende [[Kraft]], die auf einen Körper einwirken muss, damit ~~dieser~~ sich auf einer [[Kreisbewegung\|Kreisbahn]] bewegt. Die [[Zentrifugalkraft]] ist der statische Teil der auf einem [[rotierendes Bezugssystem\|rotierenden Bezugssystem]] wirkenden [[Trägheitskraft]] .		**'''Berichtigung:''' Als [[Zentripetalkraft]] bezeichnet man die resultierende [[Kraft]], die auf einen Körper einwirken muss, damit sich dieser auf einer [[Kreisbewegung\|Kreisbahn]] bewegt. Die [[Zentrifugalkraft]] ist der statische Teil der auf einem [[rotierendes Bezugssystem\|rotierenden Bezugssystem]] wirkenden [[Trägheitskraft]] .
	**'''Hintergrund:''' Kräfte sind [[Impulsstrom\|Impulsströme]] oder [[Impulsquelle]]n bezüglich eines ausgewählten Körpers. Folglich kann jeder Kraft aufgrund des [[Impuls]] leitenden Materials ein Name zugewiesen werden (Gravitationskraft, elektrische Kraft, Seilkraft, Haftreibungskraft).		**'''Hintergrund:''' Kräfte sind [[Impulsstrom\|Impulsströme]] oder [[Impulsquelle]]n bezüglich eines ausgewählten Körpers. Folglich kann jeder [[Kraft]] aufgrund des [[Impuls]] leitenden Materials ein Name zugewiesen werden (Gravitationskraft, elektrische Kraft, Seilkraft, Haftreibungskraft).
	***Wird ein Körper durch das Zusammenwirken von mehreren Kräften auf einer Kreisbahn geführt, sollt man für die resultierende Kraft nicht noch den zusätzlichen Namen Zentripetalkraft einführen. Der Begriff Zentripetalkraft ist eine [[Altlast]], die dringend entsorgt werden muss.		***Wird ein Körper durch das Zusammenwirken von mehreren Kräften auf einer Kreisbahn geführt, sollt man für die resultierende Kraft nicht noch den zusätzlichen Namen Zentripetalkraft einführen. Der Begriff Zentripetalkraft ist eine [[Altlast]], die dringend entsorgt werden muss.
	***Begibt man sich auf ein rotierendes Bezugssystem, muss das [[Gravitationsfeld]] durch zwei zusätzliche Terme ergänzt werden. Diese beiden Terme erzeugen auf jeden Körper zwei zusätzliche Kräfte: Die statische Einwirkung heisst [[Zentrifugalkraft]], die dynamische [[Corioliskraft]].		***Begibt man sich auf ein rotierendes Bezugssystem, muss das [[Gravitationsfeld]] durch zwei zusätzliche Terme ergänzt werden. Diese beiden Terme erzeugen auf jeden Körper zwei zusätzliche Kräfte: Die statische Einwirkung heisst [[Zentrifugalkraft]], die dynamische [[Corioliskraft]].
	***Leider beschränken sich viele Autoren von Schulbüchern auf den Fall eines an einem Seil reibungsfrei im Kreis herum gleitenden Körpers. Die Seilkraft wird dann als Zentripetalkraft bezeichnet. Danach setzt man einen Beobachter auf den Körper, der zusätzlich eine Zentrifugalkraft einführen muss, um in seinem System das Gleichgewicht des Körpers zu erklären. Wer anhand dieses Beispiels den Begriff rotierendes Bezugssystem einführt, greift ins Leere: ein einzelner Körper macht noch lange kein Bezugssystem aus. Zudem fördert die Ähnlichkeit der Wörter Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft die schon ~~vorhandenen~~ ~~Fehlvorstellungen~~.		***Leider beschränken sich viele Autoren von Schulbüchern auf den Fall eines an einem Seil reibungsfrei im Kreis herum gleitenden Körpers. Die Seilkraft wird dann als Zentripetalkraft bezeichnet. Danach setzt man einen Beobachter auf den Körper, der zusätzlich eine Zentrifugalkraft einführen muss, um in seinem System das Gleichgewicht des Körpers zu erklären. Wer anhand dieses Beispiels den Begriff rotierendes Bezugssystem einführt, greift ins Leere: ein einzelner Körper macht noch lange kein Bezugssystem aus. Zudem fördert die Ähnlichkeit der Wörter Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft die schon vorhandene Fehlvorstellung.

	==Elektrizität==		==Elektrizität==

Admin: /* Translation */

2007-07-09T08:14:12Z

Translation

← Nächstältere Version		Version vom 9. Juli 2007, 08:14 Uhr
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	*'''Behauptung:''' Unter [[Energie]] versteht man die Fähigkeit eines Körpers, [[Arbeit]] zu verrichten.		*'''Behauptung:''' Unter [[Energie]] versteht man die Fähigkeit eines Körpers, [[Arbeit]] zu verrichten.
	**'''Berichtigung:''' Seit 1905 wissen wir, dass [[Energie]] und [[Masse]] äquivalent sind, d.h. Energie und Masse sind zwei Wörter für die gleich physikalische Grösse. Dass Energie in Joule und Masse in Kilogramm gemessen wird, ändert an der Gleichwertigkeit von Energie und Masse nichts. Die [[Arbeit einer Kraft]] oder die [[Arbeit eines Drehmoments]] sind quasistatische Rechenvorschriften, um der [[Kraft]] oder dem [[Drehmoment]] eine mit ausgetauschte Energie zuzuweisen. Als Grundlage dient der [[zugeordneter Energiestrom\|zugeordnete Energiestrom]].		**'''Berichtigung:''' Seit 1905 wissen wir, dass [[Energie]] und [[Masse]] äquivalent sind, d.h. Energie und Masse sind zwei Wörter für die gleich physikalische Grösse. Dass Energie in Joule und Masse in Kilogramm gemessen wird, ändert an der Gleichwertigkeit von Energie und Masse nichts. Die [[Arbeit einer Kraft]] oder die [[Arbeit eines Drehmoments]] sind quasistatische Rechenvorschriften, um der [[Kraft]] oder dem [[Drehmoment]] eine mit ausgetauschte Energie zuzuweisen. Als Grundlage dient der [[zugeordneter Energiestrom\|zugeordnete Energiestrom]].
	**'''Hintergrund:''' Bewegt sich ein Körper auf der Erde, tauscht er mit dieser [[Impuls]] und [[Drehimpuls]] aus. Weil die Erde gleichzeitig als [[Bezugssystem]] dient, sind alle [[Prozessleistung]]en zwischen Körper und Erde gleich den auf den Körper bezogenen [[zugeordneter Energiestrom\|Energieströme]]. Folglich kann in der Mechanik ein eingeschränkter Energiebegriff formuliert werden. Diese Energie bleibt im Grenzfall der absoluten Reibungsfreiheit (keine [[Dissipation]], keine [[Entropieproduktion]]) sogar erhalten. Mehr als hundert Jahre nach der Entdeckung der Energie-Masse-Äquivalenz sollte die Zeit auch an den Schulen reif sein für eine umfassende Formulierung des Energiebegriffs. Die [[Physik der dynamischen Systeme]] ~~kann~~ in dieser Hinsicht Pionierarbeit ~~leisten~~.		**'''Hintergrund:''' Bewegt sich ein Körper auf der Erde, tauscht er mit dieser [[Impuls]] und [[Drehimpuls]] aus. Weil die Erde gleichzeitig als [[Bezugssystem]] dient, sind alle [[Prozessleistung]]en zwischen Körper und Erde gleich den auf den Körper bezogenen [[zugeordneter Energiestrom\|Energieströme]]. Folglich kann in der Mechanik ein eingeschränkter Energiebegriff formuliert werden. Diese Energie bleibt im Grenzfall der absoluten Reibungsfreiheit (keine [[Dissipation]], keine [[Entropieproduktion]]) sogar erhalten. Mehr als hundert Jahre nach der Entdeckung der Energie-Masse-Äquivalenz sollte die Zeit auch an den Schulen reif sein für eine umfassende Formulierung des Energiebegriffs. Die [[Physik der dynamischen Systeme]] leistet in dieser Hinsicht Pionierarbeit.

	==Rotation==		==Rotation==

Admin: /* Bewegung */

2007-07-09T08:11:26Z

Bewegung

Admin: /* Translation */

2007-07-09T07:48:06Z

Translation

← Nächstältere Version		Version vom 9. Juli 2007, 07:48 Uhr
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	**'''Berichtigung:''' Eine [[Kraft]] ist eine [[Impulsstrom]]stärke oder im Falle der Gewichtskraft eine [[Impulsquelle]] bezüglich eines Körpers. Da Körper von den durchfliessenden Impulsströmen verformt werden, müssen in der Statik mindestens zwei Kräfte auf den Körper einwirken, bis eine Verformung eintritt. Wirkt nur eine Kraft ein, ändert sich der Impulsinhalt und der Körper erfährt eine Beschleunigung.		**'''Berichtigung:''' Eine [[Kraft]] ist eine [[Impulsstrom]]stärke oder im Falle der Gewichtskraft eine [[Impulsquelle]] bezüglich eines Körpers. Da Körper von den durchfliessenden Impulsströmen verformt werden, müssen in der Statik mindestens zwei Kräfte auf den Körper einwirken, bis eine Verformung eintritt. Wirkt nur eine Kraft ein, ändert sich der Impulsinhalt und der Körper erfährt eine Beschleunigung.
	**'''Hintergrund:''' ''Isaac Newton'' hat den Kraftbegriff am Beispiel der Planeten entwickelt, indem er die Himmelskörper als Massenpunkte modellierte. Wendet man das Konzept der [[Punktmechanik]] auf Alltagsvorgänge an, kann nur der Impulsinhalt nicht aber der Impulstransport adäquat beschrieben werden. Entsprechend ungenau und mangelhaft wird so die Begriffsildung. Erst der mit der [[Physik der dynamischen Systeme]] vollzogene [[Paradigmawechsel]] liefert die Basis für eine saubere Analyse mechanischer Vorgänge.		**'''Hintergrund:''' ''Isaac Newton'' hat den Kraftbegriff am Beispiel der Planeten entwickelt, indem er die Himmelskörper als Massenpunkte modellierte. Wendet man das Konzept der [[Punktmechanik]] auf Alltagsvorgänge an, kann nur der Impulsinhalt nicht aber der Impulstransport adäquat beschrieben werden. Entsprechend ungenau und mangelhaft wird so die Begriffsildung. Erst der mit der [[Physik der dynamischen Systeme]] vollzogene [[Paradigmawechsel]] liefert die Basis für eine saubere Analyse mechanischer Vorgänge.
			*'''Behauptung:''' Unter [[Energie]] versteht man die Fähigkeit eines Körpers, [[Arbeit]] zu verrichten.
			**'''Berichtigung:''' Seit 1905 wissen wir, dass [[Energie]] und [[Masse]] äquivalent sind, d.h. Energie und Masse sind zwei Wörter für die gleich physikalische Grösse. Dass Energie in Joule und Masse in Kilogramm gemessen wird, ändert an der Gleichwertigkeit von Energie und Masse nichts. Die [[Arbeit einer Kraft]] oder die [[Arbeit eines Drehmoments]] sind quasistatische Rechenvorschriften, um der [[Kraft]] oder dem [[Drehmoment]] eine mit ausgetauschte Energie zuzuweisen. Als Grundlage dient der [[zugeordneter Energiestrom\|zugeordnete Energiestrom]].
			**'''Hintergrund:''' Bewegt sich ein Körper auf der Erde, tauscht er mit dieser [[Impuls]] und [[Drehimpuls]] aus. Weil die Erde gleichzeitig als [[Bezugssystem]] dient, sind alle [[Prozessleistung]]en zwischen Körper und Erde gleich den auf den Körper bezogenen [[zugeordneter Energiestrom\|Energieströme]]. Folglich kann in der Mechanik ein eingeschränkter Energiebegriff formuliert werden. Diese Energie bleibt im Grenzfall der absoluten Reibungsfreiheit (keine [[Dissipation]], keine [[Entropieproduktion]]) sogar erhalten. Mehr als hundert Jahre nach der Entdeckung der Energie-Masse-Äquivalenz sollte die Zeit auch an den Schulen reif sein für eine umfassende Formulierung des Energiebegriffs. Die [[Physik der dynamischen Systeme]] kann in dieser Hinsicht Pionierarbeit leisten.

	==Rotation==		==Rotation==

Admin: /* Rotation */

2007-07-09T06:37:28Z

Rotation

← Nächstältere Version		Version vom 9. Juli 2007, 06:37 Uhr
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	==Rotation==		==Rotation==
			*'''Behauptung:''' [[Zentripetalkraft]] und [[Zentrifugalkraft]] hängen eng zusammen.
			**'''Berichtigung:''' Als [[Zentripetalkraft]] bezeichnet man die resultierende [[Kraft]], die auf einen Körper einwirken muss, damit dieser sich auf einer [[Kreisbewegung\|Kreisbahn]] bewegt. Die [[Zentrifugalkraft]] ist der statische Teil der auf einem [[rotierendes Bezugssystem\|rotierenden Bezugssystem]] wirkenden [[Trägheitskraft]] .
			**'''Hintergrund:''' Kräfte sind [[Impulsstrom\|Impulsströme]] oder [[Impulsquelle]]n bezüglich eines ausgewählten Körpers. Folglich kann jeder Kraft aufgrund des [[Impuls]] leitenden Materials ein Name zugewiesen werden (Gravitationskraft, elektrische Kraft, Seilkraft, Haftreibungskraft).
			***Wird ein Körper durch das Zusammenwirken von mehreren Kräften auf einer Kreisbahn geführt, sollt man für die resultierende Kraft nicht noch den zusätzlichen Namen Zentripetalkraft einführen. Der Begriff Zentripetalkraft ist eine [[Altlast]], die dringend entsorgt werden muss.
			***Begibt man sich auf ein rotierendes Bezugssystem, muss das [[Gravitationsfeld]] durch zwei zusätzliche Terme ergänzt werden. Diese beiden Terme erzeugen auf jeden Körper zwei zusätzliche Kräfte: Die statische Einwirkung heisst [[Zentrifugalkraft]], die dynamische [[Corioliskraft]].
			***Leider beschränken sich viele Autoren von Schulbüchern auf den Fall eines an einem Seil reibungsfrei im Kreis herum gleitenden Körpers. Die Seilkraft wird dann als Zentripetalkraft bezeichnet. Danach setzt man einen Beobachter auf den Körper, der zusätzlich eine Zentrifugalkraft einführen muss, um in seinem System das Gleichgewicht des Körpers zu erklären. Wer anhand dieses Beispiels den Begriff rotierendes Bezugssystem einführt, greift ins Leere: ein einzelner Körper macht noch lange kein Bezugssystem aus. Zudem fördert die Ähnlichkeit der Wörter Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft die schon vorhandenen Fehlvorstellungen.

	==Elektrizität==		==Elektrizität==

← Nächstältere Version		Version vom 9. Juli 2007, 08:11 Uhr
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	==Bewegung==		==Bewegung==
	*'''Behauptung:''' Die [[Geschwindigkeit]] eines Autos bleibt erhalten, solange der Tachometer einen konstanten Wert anzeigt.		*'''Behauptung:''' Die [[Geschwindigkeit]] eines Autos bleibt erhalten, solange der Tachometer einen konstanten Wert anzeigt.
	**'''Berichtigung:''' Die [[Geschwindigkeit]] ist eine vektorielle Grösse. Folglich kann die Geschwindigkeit nur konstant sein, wenn sich sowohl Betrag ~~und~~ ~~Richtung~~ ~~dieser~~ ~~Grösse~~ nicht ändern.		**'''Berichtigung:''' Die [[Geschwindigkeit]] ist eine vektorielle Grösse. Folglich kann die Geschwindigkeit nur konstant sein, wenn sich sowohl der Betrag als auch die Richtung nicht ändern.
	**'''Hintergrund:''' In der Umgangssprache verstehen wir unter Geschwindigkeit meist nur ~~den~~ Betrag ~~dieser Grösse~~. Der Betrag der Geschwindigkeit wird in der Physik oft [[Schnelligkeit]] genannt.		**'''Hintergrund:''' In der Umgangssprache verstehen wir unter Geschwindigkeit meist nur deren Betrag. Der Betrag der Geschwindigkeit wird in der Physik oft [[Schnelligkeit]] genannt.
	*'''Behauptung:''' Betätigt der Fahrer das Gaspedal, erfährt sein Auto eine '''positive''' [[Beschleunigung]]; drückt er auf die Bremse, ist die Beschleunigung des Autos '''negativ'''.		*'''Behauptung:''' Betätigt der Fahrer das Gaspedal, erfährt sein Auto eine '''positive''' [[Beschleunigung]]; drückt er auf die Bremse, ist die Beschleunigung des Autos '''negativ'''.
	**'''Berichtigung:''' Das Vorzeichen der Beschleunigung hängt auch bei einer eindimensionalen Bewegung von der Wahl des Koordinatensystems ab. Bewegt sich das Auto in negative Richtung, geht die Geschwindigkeit beim Bremsen von einem negativen Wert gegen Null hoch, was einer positiven Beschleunigung entspricht. Im [[Flüssigkeitsbild]] steigt der Spiegel bei einer positiven Beschleunigung an und sinkt bei einem negativen Wert ab. ~~Weist~~ die Kurve im [[Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm]] längs der Zeitachse ~~nach~~ ~~oben,~~ ~~ist~~ ~~die~~ ~~Beschleunigung~~ ~~positiv.~~		**'''Berichtigung:''' Das Vorzeichen der Beschleunigung hängt auch bei einer eindimensionalen Bewegung von der Wahl des Koordinatensystems ab. Bewegt sich das Auto in negative Richtung, geht die Geschwindigkeit beim Bremsen von einem negativen Wert gegen Null hoch, was einer positiven Beschleunigung entspricht. Im [[Flüssigkeitsbild]] steigt der Spiegel bei einer positiven Beschleunigung an und sinkt bei einem negativen Wert ab. Die Beschleunigung ist positiv, falls die Kurve im [[Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm]] längs der Zeitachse steigt. Dabei spielt es keine Rolle ober der Wert der Geschwindigkeit im positiven oder negativen Bereich ist.
	**'''Hintergrund:''' Der Kraftbegriff der Umgangssprache bezieht sich meistens auf die [[Energie]] statt auf den [[Impuls]]. Konsequenterweise überträgt man diese Assoziation auch auf die Beschleunigung.		**'''Hintergrund:''' Der Kraftbegriff der Umgangssprache bezieht sich meistens auf die [[Energie]] statt auf den [[Impuls]]. Konsequenterweise überträgt man diese Assoziation auch auf die Beschleunigung.
	*'''Behauptung:''' Eine Beschleunigung kann man spüren.		*'''Behauptung:''' Eine [[Beschleunigung]] kann man spüren.
	**'''Berichtigung:''' Die Beschleunigung ist die Änderungsrate der Geschwindigkeit oder die Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit. Die Geschwindigkeit ist wiederum die Änderungsrate des Ortes oder die Ableitung des Ortes nach der Zeit. Um den Ort festzulegen, benötigt man ein Bezugssystem. Folglich hängt die Beschleunigung vom Bezugssystem, also von der Wahl des Beobachters, ab.		**'''Berichtigung:''' Die Beschleunigung ist die Änderungsrate der Geschwindigkeit oder die Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit. Die Geschwindigkeit ist wiederum die Änderungsrate des Ortes oder die Ableitung des Ortes nach der Zeit. Um den Ort festzulegen, benötigt man ein Bezugssystem. Folglich hängt die Beschleunigung vom Bezugssystem, also von der Wahl des Beobachters, ab.
	**'''Beispiel:''' Fährt ein Auto gegen eine Mauer, kann die Beschleunigung eines ausgewählten Punktes des Fahrers auf das Armaturenbrett oder auf die Mauer bezogen werden.		**'''Beispiel:''' Fährt ein Auto gegen eine Mauer, kann die Beschleunigung eines ausgewählten Punktes des Fahrers auf das Armaturenbrett oder auf die Mauer bezogen werden.
	**'''Hintergrund:''' Im Innern eines Fahrzeuges, das gegenüber der Erde beschleunigt ist, wirkt ein anderes [[Gravitationsfeld]] als auf der Erdoberfläche selber. Die Stärke dieses auf das Fahrzeug bezogene Gravitationsfeld ist gleich der Feldstärke der Erde minus die Beschleunigung des Fahrzeuges gegen die Erde. Auch ein Beschleunigungssensor misst primär die lokale [[Gravitationsfeld]]stärke. Zieht man davon die Gravitationsfeldstärke der Erde ab, erhält man bis auf das Vorzeichen die Beschleunigung des Körpers gegenüber der Erde. Direkt spüren kann man weder das eine noch das andere Feld, sondern nur die Wirkung der im eigenen Körper fliessenden [[Impulsstrom\|Impulsströme]] .		**'''Hintergrund:''' Im Innern eines Fahrzeuges, das gegenüber der Erde beschleunigt ist, wirkt ein anderes [[Gravitationsfeld]] als auf der Erdoberfläche selber. Die Stärke dieses auf das Fahrzeug bezogene Gravitationsfeld ist gleich der Feldstärke der Erde minus die Beschleunigung des Fahrzeuges gegen die Erde. Auch ein Beschleunigungssensor misst primär die lokale [[Gravitationsfeld]]stärke. Zieht man davon die Gravitationsfeldstärke der Erde ab, erhält man bis auf das Vorzeichen die Beschleunigung des Körpers gegenüber der Erde. Direkt spüren kann man weder das eine noch das andere Feld, sondern nur die Wirkung der im eigenen Körper fliessenden [[Impulsstrom\|Impulsströme]] .
	*'''Behauptung:''' Ein Astronaut ist schwerelos, weil		*'''Behauptung:''' Ein Astronaut ist [[Schwerelosigkeit\|schwerelos]], weil
	*#kein Gravitationsfeld wirkt		*#kein Gravitationsfeld wirkt
	*#weil das Gravitationsfeld der Erde nicht so weit hinauf reicht		*#weil das Gravitationsfeld der Erde nicht so weit hinauf reicht
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	*#weil sich die Kapsel im luftleeren Raum befindet		*#weil sich die Kapsel im luftleeren Raum befindet
	*#weil er sich ausserhalb des Magnetfelds der Erde befindet		*#weil er sich ausserhalb des Magnetfelds der Erde befindet
	**'''Berichtigung:''' Die beiden letzten Behauptungen sind völliger Unsinn und müssen nicht weiter kommentiert werden. Das Gravitationsfeld der Erde geht mit dem Quadrat des Abstandes von der Erdmitte zurück und ist somit nirgends genau gleich Null. Aber in jedem antriebslos durch den leeren Vakuum fallenden Raumschiff ist man schwerelos, weil das Gravitationsfeld bis auf das [[Gezeitenfeld]] durch die Fallbewegung wegtransformiert wird. Antwort 3 ist somit richtig. Antwort 1 ist richtig, sobald man die Gravitation im Sinne von Einstein auffasst.		**'''Berichtigung:''' Die beiden letzten Behauptungen sind völliger Unsinn und müssen nicht weiter kommentiert werden. Das [[Gravitationsfeld]] der Erde geht mit dem Quadrat des Abstandes von der Erdmitte zurück und ist somit nirgends genau gleich Null. Aber in jedem antriebslos durch den leeren Vakuum fallenden Raumschiff ist man [[Schwerrelosigkeit\|schwerelos]], weil das Gravitationsfeld bis auf das [[Gezeitenfeld]] durch die Fallbewegung wegtransformiert wird. Antwort 3 ist somit richtig. Antwort 1 ist richtig, sobald man die Gravitation im Sinne von Einstein auffasst.
	**'''Hintergrund:''' Das '''statische''' Universum von ''Isaac Newton'' wird von einem absolut ruhenden Raum aufgespannt. ~~Das~~ Gravitationsfeld, das von den Massen der einzelnen Himmelskörper erzeugt wird, ~~entfaltet~~ eine von Raum und Zeit unabhängige Wirkung. In allen gleichförmig dazu bewegten Systemen, den ~~Inertialsystemen~~, gelten die Bewegungsgesetze uneingeschränkt. Im '''dynamischen''' Universum von ''Albert Einstein'' ~~gibt~~ ~~es kein ausgezeichnetes Bezugssystem mehr. Die~~ Gesetze der Physik ~~gelten~~ in allen ~~Bezugssystem~~. Die Gravitation selber, die in allen frei fallenden Systemen lokal verschwindet, ist ein rein geometrisches Phänomen. Gefühlsmässig stehen wir Einstein viel näher als Newton, da wir vom lokal nachweisbaren Gravitationsfeld direkt beeinflusst werden (vergl. oben).		**'''Hintergrund:''' Das '''statische''' Universum von ''Isaac Newton'' wird von einem absolut ruhenden Raum aufgespannt. Darin entfaltet das Gravitationsfeld, das von den Massen der einzelnen Himmelskörper erzeugt wird, eine von Raum und Zeit unabhängige Wirkung. In allen gleichförmig dazu bewegten Systemen, den [[Inertialsystem]]en, gelten die Bewegungsgesetze uneingeschränkt. Im '''dynamischen''' Universum von ''Albert Einstein'' gelten die Gesetze der Physik in allen Bezugssystemen. Die Gravitation selber, die in allen frei fallenden Systemen lokal verschwindet, ist ein rein geometrisches Phänomen. Gefühlsmässig stehen wir Einstein viel näher als Newton, da wir vom lokal nachweisbaren Gravitationsfeld direkt beeinflusst werden (vergl. oben).
	*'''Behauptung:''' Der Mond fällt nicht runter, weil auf seiner Bahn die Fliehkraft genauso gross ist wie die Anziehungskraft.		*'''Behauptung:''' Der Mond fällt nicht runter, weil auf seiner Bahn die Fliehkraft genauso gross ist wie die Anziehungskraft.
	**'''Berichtigung:''' Der Mond wird von der Erde angezogen und fällt tatsächlich hinunter. Weil er aber gleichzeitig noch eine Geschwindigkeit normal zur Gravitationswirkung besitzt, fällt er um die Erde herum. Eine Flieh- oder [[Zentrifugalkraft]] darf erst eingeführt werden, wenn man die Bewegung eines Körpers von einem [[rotierendes Bezugssystem\|rotierenden Bezugssystem]] aus analysiert.		**'''Berichtigung:''' Der Mond wird von der Erde angezogen und fällt tatsächlich hinunter. Weil er aber gleichzeitig noch eine Geschwindigkeit normal zur Gravitationswirkung besitzt, fällt er um die Erde herum. Eine Flieh- oder [[Zentrifugalkraft]] darf erst eingeführt werden, wenn man die Bewegung eines Körpers von einem [[rotierendes Bezugssystem\|rotierenden Bezugssystem]] aus analysiert.
	**'''Hintergrund:''' Das irrtümlich postulierte Kräftegleichgewicht ~~bei~~ einer ~~Kurvenfahrt~~ ist auf das mangelhafte Verständnis des Begriffs Beschleunigung zurückzuführen (vergl. oben). Solange man als Beschleunigung nur die Änderungsrate der [[Schnelligkeit]] (Betrag der [[Geschwindigkeit]]) akzeptiert, ~~sieht~~ man den eine Kurve fahrenden Körper als unbeschleunigt an. Um ~~diese~~ Körper künstlich ins Gleichgewicht zu setzen, neigen viele Lernende und leider auch viele Lehrende zur missbräuchlichen Verwendung des Begriffs Zentrifugalkraft. ''Isaac Newton'' hat als erster erkannt, dass auf den Mond die gleich universelle Kraft wirkt wie auf den fallenden Apfel. Später hat ''Albert Einstein'' die Gravitation als rein geometrisches Phänomen gedeutet. Gemäss Einstein bewegt sich der Mond geradlinig durch die (gekrümmte) [[Raum-Zeit]].		**'''Hintergrund:''' Das irrtümlich postulierte Kräftegleichgewicht auf einer Kreisbahn ist auf das mangelhafte Verständnis des Begriffs Beschleunigung zurückzuführen (vergl. oben). Solange man als Beschleunigung nur die Änderungsrate der [[Schnelligkeit]] (Betrag der [[Geschwindigkeit]]) akzeptiert, bezeichnet man den eine Kurve fahrenden Körper als unbeschleunigt. Um diesen Körper künstlich ins Gleichgewicht zu setzen, neigen viele Lernende und leider auch viele Lehrende zur missbräuchlichen Verwendung des Begriffs [[Zentrifugalkraft]]. Die so eingeführte [[Trägheitskraft]] steht im absoluten Widerspruch zu den [[Newtonsche Axiome\|Newtonschen Axiomen]]. ''Isaac Newton'' hat als erster erkannt, dass auf den Mond die gleich universelle Kraft wirkt wie auf den fallenden Apfel. Später hat ''Albert Einstein'' die Gravitation als rein geometrisches Phänomen gedeutet. Gemäss Einstein bewegt sich der Mond geradlinig durch die (gekrümmte) [[Raum-Zeit]].

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