Ideal und Wirklichkeit am Beispiel der Zentripetalkraft

Der physikalische Begriff "Kreisbewegung" (Synonym: Rotation) ist grundlegend für das Verständnis einer Vielzahl von physikalischen Vorgängen: Erdrotation, Tide, Räder von Fahrzeugen und Zentrifugen. Aufgrund dieser Bedeutung für die Alltagsphysik ist es nicht nebensächlich, ob solche Vorgänge der Kreisbewegung angemessen verstanden werden. Eine Diskussion existiert hier bezüglich des Winkels zwischen dem Vektor der Bahngeschwindigkeit des Massepunktes und der wirkenden Zentripetalkraft. An dieser Stelle soll die These vertreten werden, dass dieser Winkel geringfügig größer als 90° sein kann.
Der Begriff "Zentripetalkraft" kann mathematisch und physikalisch beschrieben werden. Mathematisch ist es eindeutig, dass die "Zentripetalkraft" senkrecht auf dem Geschwindigkeitsvektor steht und dies kann bewiesen werden. In Bezug auf das physikalische Phänomen "Zentripetalkraft" streiten sich die Gelehrten, ob diese senkrecht auf dem Geschwindigkeitsvektor steht. Ohne Zweifel ändert der Geschwindigkeitsvektor ständig seine Richtung und behält seinen Betrag bei. Die Richtungsänderung muss bewirkt werden. Würde man ausschließlich eine senkrechte Kraft wirken lassen, so würde sich der Betrag der Geschwindigkeit erhöhen. Aus diesem Grunde spräche viel dafür, dass der Winkel zwischen Geschwindigkeitsvektor und Vektor der Zentripetalkraft etwas größer als 90° ist, damit einerseits in der alten Richtung tangential abgebremst und Richtung Mittelpunkt beschleunigt wird. Es gab in der Wissenschaftsgeschichte ständig Abweichungen zwischen der etablierten und veröffentlichten Meinung der Wissenschaft und offenkundigen physikalischen Tatsachen. Meines Erachtens existiert in diesem Fall ein Unterschied zwischen dem mathematischen Modell und dem physikalischen Phänomen, da die in der Analysis gebräuchlichen Grenzwertbildungen nicht in jedem Fall auf die physikalische Realität übertragen werden können. In dem Fall der Zentripetalkraft sollte von Zeitintervallen und nicht von Zeitdifferentialen dt gesprochen werden, da der Zentripetalkraft eine Wirkungskette zugrunde liegt.


















Zur Klärung des physikalischen Sachverhaltes in einem solchen angesprochenen Intervall wäre von dem Geschwindigkeitsvektor der Bahngeschwindigkeit am Anfang des Intervalls der entgegen gerichtete Geschwindigkeitsvektor aufgrund einer Verzögerung zu subtrahieren und zum anderen ein Geschwindigkeitsvektor in Richtung Mittelpunkt geometrisch zu addieren, so dass sich am Ende des Intervalls ein neuer Geschwindigkeitsvektor mit altem Betrag gebildet hat. Die Verzögerung wird - meiner Meinung nach - dadurch bewirkt, dass die Zentripetalkraft im Winkel von mehr als 90° wirkt und damit eine "rückziehende" Wirkung erzeugt.

Rezension einer Anthologie

Das Geschichten-Buch: "Eine abgedrehte Schiebung am Rande der Galaxie" hat eine Rezension bekommen:

Wie durch ein Schlüsselloch können Leser fremdartige Lebenswelten entdecken. Durch die geliehene Brille des Autors materialisieren sich Thematiken, die den kühnsten Träumen nicht eingefallen wären. In ...
Mehr der Geschichten-Sammlung "Eine abgedrehte Schiebung am Rande der Galaxie" geht es um Prosa-Texte, die vorwiegend der literarischen Kategorie Science-Fiction entstammen. Zukunftswelten werden so skizziert, die sich aus der Extrapolation heutiger Technik und Wissenschaft ableiten lassen. Man kann den Helden bei ihren unwahrscheinlichen und abstrusen Abenteuern folgen und über deren mitreißenden Humor schmunzeln. Diese Kurzgeschichten-Sammlung wird um einige skurrile Alltags- und Kriminalgeschichten erweitert. "Bitte schnallen Sie sich an, die Lese-Reise startet in wenigen Minuten!" Wie durch ein Kaleidoskop blättert sich eine Geschichten-Landschaft auf: Forcierte und rückwärtslaufende Stunden begleiten die Lesezeit. Wer Bücher bereits im Weggehen studiert, stellt staunend fest, dass ein Engel mit seiner goldenen Trompete vor dem überall herumliegenden Rutsch-Unrat warnt. Unwillkürlich blickt der Leser nach oben, wenn er liest, dass sich die "Ballerinen des Universums" meterhoch über dem Boden ihrer Großraumstation treffen. Vielleicht wird er dann probeweise einen Passanten nach "Shaddy" fragen. Im Buch wird die Frage von einer Figur mit weißgekalkter Straßenmaske beantwortet, die sich tanzend und singend im Rausch bewegt: Shaddy befindet sich in der vierten Straße. So schleicht man die weißen Marmorstufen zum Parkplatz hinunter und hält sich am chromblanken Treppengeländer fest, während die andere Hand eine zerschlissene Plastiktasche mit dieser Anthologie hält. Rosi leitet einen Erpresser-Ring mit den geilsten Druckmachern des Kontinents trotzdem - heute lächelt sie auf dem Weg zu ihrem Daimler spitzbübisch herüber. Einmal im Monat geht der Protagonist abends zur Sekte. Dort öffnet ein Meister seine Sprachausgangsklappe und trägt irgendeine Belegstelle aus seiner Interaktionstheorie vor. Die Gedanken bleiben bei Lesefetzen wie aus dem Unterricht im Fach Biologie hängen: Einzelne Zellen können dumpf murmeln, sphärische Lieder singen und nervenzerfetzenden Lärm schlagen. Die junge Dame am Nebentisch lässt derweil Orangensaft aus der Karaffe in ihr Kristallglas strömen und schubst noch einen Eiswürfel hinterher, dann steht sie auf und zieht einen süßen Riegel TwixiPic aus dem Automaten der Verlagskantine. Die Werbetrommel flüstert von Surfurlauben am Meer der elektromagnetischen Wellen, mit Ausflügen zu den Strudeln der Gravitation. Derweil sitzt die Tochter mit ihrer Flurbrigade im Amt für Prüfungswesen und erwartet dibbernd das Promotions-Thema: Vielleicht schreiben wir über den Ehrbegriff kybernetischer Existenzen? Doch nach so vielen allzu menschlichen Textanfängen, sollte die Lesevertiefung nicht hinaus gezögert werden. Wie aus einer Phantasie-Maschine strömen dann aus einem Multiversum Wesen der gefährlichsten Art, die sich mit Halbkreaturen und todbringenden Maschinen umgeben. Doch keine Angst, multiple Persönlichkeiten leben länger.

Versuch macht klug

Step by Step - und das sind Mäuseschritte, mit denen es bei den Vorarbeiten zur dritten Auflage des Buches "Von Antenne zu Antenne" weiter geht. Ziel in einem solchen Projekt ist in erster Linie nicht die erfolgreiche Beendigung des Gesamtprojektes, sondern die Bewältigung des nächsten kleinen Schrittes erfordert alle Kräfte. Unbedingt war zu klären, ob ein Hochspannungssignal über größere Entfernung schneller als ein Niederspannungssignal ist. Die obenstehende Schaltungsskizze zeigt den Versuchsaufbau:
Die Hochspannung wird mit Hilfe von Kondensatoren erzeugt - man kann mit Hilfe einer 9-Volt-Batterie so eine Spannung von 20 000 Volt machen. Diese Hochspannung wird mit Hilfe von zwei Spannungsteilern in dem einen Übertragungskanal am Anfang auf Niederspannung reduziert und in dem anderen Kanal am Ende, so dass über die Gesamtstrecke einerseits ein Hochspannungssignal läuft und andrerseits ein Niederspannungssignal. Beide Signale sind dann am Eingang der Auswertungsschaltung mit den zwei Relais auf Niederspannung 10 Volt reduziert und es zieht das Relais des Kanals zuerst an, wo das Signal zuerst eintrifft. Der andere Kanal wird dann per Öffner-Kontakt des anderen Relais gesperrt und ein Lämpchen zeigt an, welche Signalart den Wettlauf gewonnen hat. Das ist die Theorie und nun geht es mit der Verwirklichung schrittweise weiter.

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Einfachste Fragen

Der Weg von den "Notizen zu einer Theorie" bis zu "Der Theorie" ist ein sehr dorniger - kann ich wohl sagen. Es geht ganz schlicht um das Verständnis der Signalübertragung von einer Antenne zur anderen. Und die Antwort auf die Frage, ob das Phänomen der Radiowellen kapiert worden ist oder nicht, kann sich der Autor nur selber geben und kommt zu dem Schluss, dass es praktischer Nachweise in Laborversuchen bedarf. Und dort sind wir angelangt. Wer denkt, es liefe so wie in einer schlecht geführten Schule, wo der junge Vertretungslehrer mal eben hier und dort aushilft, der kennt die Bedingungen der Technik nicht, wo alles unter der bedingungslosen Knute der "Funktion" steht - entweder oder. Bitte - sich etwas in solche Forscherseelen hinein zu versetzen: Man kennt den Weg wirklich nicht und weiß nicht, wie ein Versuch ausgeht. Das wird dann Trial and Error in Reinkultur, was in der eigenen Praxis so aussieht, dass eine Liste mit Fragen und Versuchen vorhanden ist, der Versuch mühsam gemacht und das Resultat notiert wird. Meistens ist es einfach nur negativ - aber es wurde etwas gelernt. Erstmal geht es immer um die Einarbeitung in eine Thematik und das wäre isoliert betrachtet dann nur simpel und es soll einmal protokolliert werden, was sich da so am Laborplatz ereignet:
Fragestellung: Kann ein einzelner Hochspannungsimpuls von einem Empfänger im Abstand einiger Meter wahrgenommen werden? Der Hochspannungsimpuls wird einfach per Zündspule erzeugt, wobei der Strom durch den Primärstromkreis unterbrochen wird und so im Sekundärkreis der Hochspannungsimpuls an zwei Antennenenden übertragen wird. Der Empfänger stellt Erinnerungs- und Anfängerprobleme. Es soll eine simple Transistorschaltung sein. Da war doch was, da war doch was mit der Einstellung des Arbeitspunktes, d.h. die Basis des Transistors muss auf einem höheren Potential liegen als 0,7 Volt, damit selbst kleine Spannungsänderungen an der Basis vom Ohrhörer am Kollektor als Geräusch wahrgenommen werden können. Also Spannungsteiler mit großem Querstrom vor der Basis und kleiner Ruhestrom Richtung Basis und Emitter. Jetzt kann das also Losgehen und die Zündspule sprüht Funken und am Empfänger gibt es keine Reaktion - weder am Messgerät noch am Ohrhörer. *knurr* Dann wiederum andersherum, kann ich überhaupt NDR 2 empfangen? Schalte einen entsprechend dimensionierten Schwingkreis, der nur die gewünschte Frequenz durchlässt vor die Transistorschaltung und der Radioempfang funktioniert. Resultat: Einzelne Hochspannungsimpulse können so nicht übertragen und Empfangen werden - sie müssen in einem sehr schnellen Takt ausgestrahlt werden. Und so weiter und so fort, der nächste Versuch wartet schon: Nunmehr soll an die Primärspule eine Wechselspannung gelegt werden, sodass an der Sekundärspule eine Hochspannungs-Schwingung liegt. Mal gucken, wie die Erfahrungen damit sein werden.