Zwaartekracht?

[descheleschilder]

@Anton_van_U, in # 10. Jawel, maar de spanning die je voelt als het gravitatieveld onderaan je lichaam groter is dan bovenaan door een (heel grote) gradiënt in het gravitatieveld ontstaat doordat elektrische krachten het lichaam bijeen willen houden. en zo voel je toch weer de elektrische kracht.  

[Anton_v_U]

Dat lijkt me niet de juiste redenering. Door een gravitatiegradiënt worden moleculen van je lijf uit elkaar getrokken en op het moment dat de spanning door de gravitatiegradiënt niet meer kan worden tenietgedaan door de elektrische krachten die je lichaam bij elkaar houden, knapt er iets. Je zenuwen registreren dit. De oorzaak is dus de getijdenkracht ofwel de gradiënt van de gravitatiekracht. 

[descheleschilder]

Laten we het bij één deeltje houden. In een gravitatieveld biedt de massa geen weerstand aan de versnelling. Bij de andere drie krachten is dit wel zo. Dus een verschil is er.

[Math-E-Mad-X]

Laten we het bij één deeltje houden. In een gravitatieveld biedt de massa geen weerstand aan de versnelling. Bij de andere drie krachten is dit wel zo. Dus een verschil is er.

 
Wat een onzin. Als de massa in een gravitatieveld geen weerstand zou bieden dan zou het deeltje oneindig hard versnellen.
 
Het punt is dat in een gravitatieveld de kracht op een deeltje evenredig is met zijn massa, waardoor het versnellende effect en het vertragende effect elkaar opheffen, met als gevolg dat ieder deeltje precies even hard versnelt.
 
Bij de elektromagnetische kracht aan de andere kant, is de kracht evenredig met de lading van het deeltje. Dus twee deeltjes met dezelfde massa maar verschillende lading zullen niet even hard versnellen. In zekere zin werkt de zwaartekracht op precies dezelfde manier, alleen is de 'lading' van een deeltje onder invloed van zwaartekracht precies gelijk aan de massa.

[Anton_v_U]

In zekere zin werkt de zwaartekracht op precies dezelfde manier, alleen is de 'lading' van een deeltje onder invloed van zwaartekracht precies gelijk aan de massa.

 
Ik vind dit een goede gedachte (de eigenschap "lading" veroorzaakt de elektrische kracht net als de eigenschap "massa"de gravitatiekracht veroorzaakt.
 
Maar er is een essentieel verschil: massa heb je maar in één soort en de gravitatiekracht is altijd een aantrekkende kracht. 

Dat maakt nogal uit: je kunt bijvoorbeeld geen drie (of meer) geladen deeltjes vinden die elkaar onderling aantrekken met elektrostatische kracht. 

 
[In zekere zin is het niet eens oorzaak en gevolg want je kunt net zo goed zeggen dat de aantrekkende kracht tussen objecten kan worden gemodelleerd met een eigenschap van materie die we "kruts" kunnen noemen omdat het beestje een naam moet hebben. Die andere (veel sterkere) aantrekkende en afstotende kracht kunnen we modelleren met een eigenschap die we "lading" noemen. Waarbij we het begrip kracht moeten omschrijven m.b.v. de bewegingsverandering die weer samenhangt met een andere eigenschap die we (trage) "massa" noemen. Uit experimenten blijkt dat kruts dezelfde eigenschap is als massa dus kiezen we maar voor voor "massa"]

[descheleschilder]

Als het versnellende effect en het vertragende effect elkaar precies opheffen is de versnelling nul. Een deeltje in een gravitatieveld biedt geen weerstand omdat het in dit geval om de zware massa gaat en niet de trage (hoewel beiden gelijk gesteld worden), die zonder weerstand de kromming van de ruimtetijd volgt. Ook Einstein beweerde in zijn equivalentieprincipe dat de zwaartekracht een schijnkracht is.

[Michel Uphoff]

DSS: In een gravitatieveld biedt de massa geen weerstand aan de versnelling...

 
Natuurlijk wel. Een versneld deeltje volgt de kromming van de ruimtetijd niet, er moet immers een externe kracht op uitgeoefend worden om het uit de geodeet te houden.
 

DSS: Een deeltje in een gravitatieveld biedt geen weerstand omdat het in dit geval ... zonder weerstand de kromming van de ruimtetijd volgt.

 
Dát deeltje is in vrije val (ervaart dus gewichtloosheid) en wordt niet versneld.

[Math-E-Mad-X]

Als het versnellende effect en het vertragende effect elkaar precies opheffen is de versnelling nul. 

 
Ik bedoel dat als je de 'm' in de gravitatiewet en de 'm' in de tweede wet van Newton tegen elkaar wegstreept, het resultaat een constante versnelling is.

[Math-E-Mad-X]

Een deeltje in een gravitatieveld biedt geen weerstand...

 
Je maakt de discussie nodeloos ingewikkeld door allerlei termen (zoals 'weerstand') op de verkeerde manier te gebruiken. Het begrip 'weerstand' wordt normaal gesproken alleen gebruikt als je het over elektriciteit hebt, maar dat is een hele andere soort 'weerstand' dan wat jij hier bedoelt. Ook zou men het begrip 'weerstand' kunnen opvatten als een synoniem voor 'wrijving' maar dat is opnieuw iets heel anders dan waar jij het over hebt.
 
Als je met 'weerstand' bedoelt 'traagheid', of 'trage massa', dan is je uitspraak gewoon ronduit incorrect. Zoals ik hierboven al duidelijk maakte: als je de trage massa in de tweede wet van Newton op nul zou stellen en er werkt een zwaartekracht groter dan nul,  dan zou je een oneindige versnelling krijgen.
 
En als ook dat niet is wat je bedoelt met 'weerstand' dan zul je een duidelijke definitie moeten geven van wat je dan wel bedoelt want anders heeft verder discussiëren geen zin.

Ook Einstein beweerde in zijn equivalentieprincipe dat de zwaartekracht een schijnkracht is.

 
Dat is een manier van kijken. Ik ben alleen niet bekend met het formele onderscheid tussen een 'schijnkracht' en een 'echte kracht'. Zou je die definitie hier misschien kunnen vermelden? Dan is het duidelijker waar we het over hebben.

[descheleschilder]

Dat is nu juist het punt. Gravitatie lijkt een kracht omdat een deeltje dat valt in een gravitatieveld lijkt te versnellen. Maar die versnelling is nul omdat het pad dat een vrij vallend deeltje volgt niet door een kracht wordt veroorzaakt, maar door het volgen van een geodeet in de ruimtetijd, een totaal ander concept dan de werking van de drie basiskrachten. Bij langzaam bewegende objecten is de kromming van de tijd de grootste factor bij het bewegen volgens die geodeet. Wordt de snelheid van het deeltje groter dan zal de kromming van de ruimte steeds meer mee gaan spelen. Je zou kunnen stellen dat de elektrische krachten onder onze voeten ons naar het deeltje toe versnellen.

[Math-E-Mad-X]

Ja, maar nu ben je gewoon met definities aan het spelen. Als je 'versnellen' definieert als 'afwijken van een geodeet' dan kun je inderdaad stellen dat je niet versnelt. Maar in de praktijk versnel je wel degelijk natuurlijk. Dat kun je zelf uitproberen door bijvoorbeeld uit het raam te springen.
 
Op die manier zou ik ook kunnen zeggen: 'treinen hebben geen snelheid'. Terwijl ik natuurlijk eigenlijk bedoel: 'voor iedere rijdende trein kun je een inertiaalstelsel kiezen waarbinnen die trein geen snelheid heeft.' Dat zijn toch twee heel verschillende uitspraken.
 
Bovendien zit je nu in een cirkelredenering te praten. Eerst zeg je: "zwaartekracht is geen echte kracht want je versnelt niet". En wanneer ik zeg dat je wel versnelt zeg jij: "nee, want die versnelling is geen echte versnelling want hij wordt niet veroorzaakt door een echte kracht".
 
Oftwel: je onderbouwt stelling A met stelling B, en vervolgens onderbouw je stelling B met stelling A.
 
 
Het klopt verder wel dat we een deeltje onder invloed van de zwaartekracht kunnen beschrijven als een dat gewoon een geodeet volgt zonder te versnellen, maar dat is slechts een gevolg van het feit dat alle deeltjes in feite even hard versnellen, waardoor we de versnelling uit de vergelijkingen kunnen halen. Maar dat wil nog niet zeggen dat er daarom geen echte versnelling is, of dat de zwaartekracht daardoor totaal anders werkt dan andere krachten.
 
Sterker nog: het feit dat we de zwaartekracht ook op de klassieke manier kunnen beschrijven als een gewoon krachtsveld dat deeltjes wel degelijk doet versnellen, maar met de speciale eigenschap dat alle deeltjes altijd even hard versnellen, bevestigt dat we zwaartekracht juist wel gewoon als een normale kracht kunnen beschouwen.

[descheleschilder]

 Als je 'versnellen' definieert als 'afwijken van een geodeet' dan kun je inderdaad stellen dat je niet versnelt.
 

 
Dan kun je toch juist stellen dat je wél versnelt, aangezien er dan een van de drie basiskrachten zijn werking doet gelden?
 
Over de zogenaamde cirkelredenering gesproken. Dit is geen cirkelredenering: een vrij deeltje versnelt niet omdat gravitatie geen echte kracht is en omgekeerd is de gravitatie geen echte kracht omdat een vrij deeltje in het gravitatieveld niet versnelt. Dit is gewoon het omgekeerde van wat ik beweer. In de trant van: een weerstand waar een stroom doorheen gaat geeft warmte omdat de elektronen in de weerstand de atomen sneller doen bewegen en omgekeerd laten de elektronen die door de weerstand bewegen de atomen in de weerstand sneller bewegen waardoor warmte ontstaat.
Een cirkelredenering zou bijvoorbeeld zijn: `Waarom leef je? Om het voortbestaan van het leven te garanderen.`  
 
Als ik uit het raam spring dan is het de Aarde die naar mij toe versnelt. Het contact maken met de Aarde blijft even pijnlijk.
 
Met je uitspraak over treinen ben ik het helemaal eens maar ik zie het verband met deze discussie niet.
 
De klassieke manier van denken is sinds Einstein achterhaald, maar wordt nog wel als lesstof op scholen gegeven (verplicht (!) met de leraren als de uiterst verfijnde slavendrijvers), waardoor de studenten een verkeerd beeld krijgen. 

[Michel Uphoff]

Als je 'versnellen' definieert als 'afwijken van een geodeet' dan kun je inderdaad stellen dat je niet versnelt. Maar in de praktijk versnel je wel degelijk natuurlijk. Dat kun je zelf uitproberen door bijvoorbeeld uit het raam te springen.

 

Daar ben ik het toch niet mee eens, althans vanuit de visie van Einstein.

 

In de algemene relativiteit is een coördinatenstelsel dat in vrije val is een inertiaalstelsel. Degene die 'stil' op de Aarde staat wordt juist versneld, omdat hij gedwongen door het aardoppervlak afwijkt van de geodeet. Het oppervlak (de elektromagnetische kracht in feite) versnelt hem voortdurende met 9,8 m/s²uit de gravitatieput die de massa van de Aarde in de ruimtetijd heeft gevormd.  

Als je uit het raam springt ben je (lucht buiten beschouwing) in vrije val, er werken geen externe krachten op je, je volgt de geodeet en je ervaart daarom gewichtloosheid. Het equivalentieprincipe gaat op, en aangezien er een externe kracht nodig is om een vrij vallend object uit de geodeet te drukken is zo'n object pas dan versneld. Het ondergaat ondergaat dan pas - net zoals iemand die op Aarde staat - een versnelling door een externe kracht, is niet meer in vrije val en niet meer gewichtloos.

 

De zwaartekracht kan ingevolge de Art inderdaad als een schijnkracht worden opgevat, maar dat is m.i. meer een filosofische kwestie waar naar ik meen zelfs Feynman zich niet aan wilde wagen.

 

Klassiek is het inzicht anders, en de discussie hier vermengt m.i. regelmatig beide invalshoeken.

[descheleschilder]

Dat Feynmann zich daar niet aan wilde wagen is zijn keus, maar ik denk toch echt wel dat het een fysische kwestie is.

[Math-E-Mad-X]

@Michel Uphoff: Ik ben het helemaal eens met de beschrijving die je daar geeft, maar mijn punt is dat dat slechts een visie is. Natuurlijk versnel je wel. Ik bedoel: eerst sta ik stil boven op een gebouw , en even later lig ik op de grond. Je kunt niet anders concluderen dan dat de tweede afgeleide van de afstand tussen mij en de grond groter dan nul is geweest. Anders zou je ook moeten beweren dat de afstand niet veranderd is, wat natuurlijk al helemaal niet meer vol te houden is. Ook zou je nog kunnen twisten over de vraag of ik het was die versneld is, of dat de aarde naar mij toe versneld is, maar dat verandert niets aan de kwestie.  Dat we dit allemaal ook kunnen beschrijven in termen van geodeten doet hier verder niets aan af. 
 
Het is niet dat ik het oneens ben met de visie van Einstein, maar het probleem is dat mensen vaak net doen of dat de enig mogelijke visie is.
 
We moeten niet de volgorde van de volgende zaken omdraaien:
1) De afstand tussen mij en de aarde verkleint. Dus er is sprake van versnelling.
2) Omdat al mijn deeltjes precies even hard versnellen kan ik deze versnelling niet voelen (of zelfs lokaal meten).
3) Omdat we deze versnelling niet kunnen voelen (of lokaal kunnen meten) kunnen we de zwaartekracht ook beschrijven alsof er geen sprake van versnelling is.
 
Wanneer je beweert dat een vrij vallend object niet versnelt omdat de zwaartekracht beschreven wordt in termen van geodeten dan ben je naar mijn mening in omgekeerde (lees: verkeerde) volgorde aan het redeneren.
 
Nu blijkt het zo te zijn dat de beschrijving in termen van geodeten veruit de 'beste' methode is om zwaartekracht te beschrijven, en daardoor wordt vaak vergeten dat we in werkelijkheid natuurlijk wel gewoon versnellen. Zie ook mijn opmerking over treinen die geen snelheid hebben. Beweren dat een vrij vallend object volgens de ART niet versnelt is net zoiets als beweren dat treinen volgens de SRT geen snelheid hebben. Wat natuurlijk onzin is.
 
Het is mijns inziens ontzettend belangrijk om je te beseffen dat begrippen als 'afstand', 'tijd' en 'versnelling' (gedefinieerd als de tweede afgeleide van afstand naar tijd) fundamentele concepten zijn die we rechtstreeks kunnen meten. Terwijl 'geodeet' aan de andere kant een begrip is dat slechts mathematisch gezien gedefinieerd is in termen van afstand, tijd en versnelling. Oftewel: geodeten zijn niet rechtstreeks meetbaar en kunnen alleen indirect 'gemeten' worden door afstanden en tijden te meten en daaruit de geodeten te berekenen.