Matka, nopeus, kiihtyvyys ja aika

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Nopeutta kuvataan matkan ja ajan suhteena.

Ongelma on vain siinä, että aikaa ei oikeasti ole olemassa, pelkästään hetki. Ajalla ei siis ole suuntaa, ei eteen- tai taaksepäin, ihmisellä on vain ajantaju joka perustuu aikaisemmin havaittuihin tapahtumiin. Sitä vastoin samaan paikkaan voidaan aina palata takaisin, sillä paikka on periaatteessa muuttumaton. Globaalisti voi olla toisin, mutta se jääköön tarkastelun ulkopuolelle.

Miten nopeus sitten voidaan ilmaista ilman aikaa.
Nopeus on aina suhteellista, sitä voi vain verrata toiseen nopeuteen eli se on jonkin perusnopeuden monikerta. Kiihtyvyys taas on tuon nopeuden muutosta siirryttäessä pisteestä toiseen.

Miten aikakäsitys sitten on saanut alkunsa. On huomattu, että päivä ja yö vuorottelevat ja vuodenajat toistuvat säännöllisesti. On huomattu, että liikenopeutta voidaan kuvata vertaamalla sitä tasaisesti toistuviin säännöllisiin liikkeisiin, vaikkapa aaltoihin.

Lopulta keksittiin heiluri, jonka liike toistuu tasaisesti, tälle liikkeelle annettiin nimi sekunti. Eli heiluri tekee tietyn matkan tietyllä keskinopeudella, josta syntyy aikakäsitys 1 sekunti.
Kahden toisistaan sopivan matkan päässä olevien pisteiden välimatkalle annettiin nimi metri.

Mikä tahansa nopeus voitiin nyt ilmaista kahden paikan välisenä etäisyytenä metrin monikertoina ja ”aika” ilmaista liikenopeuden sekunti monikertoina.

Matematiikassa tarvitaan aikaa ja ajan differenssiä dt, luonnossa sellaista ei ole olemassa. Sitä vastoin ds esiintyy myös luonnossa samoin dv ja da.

Aikapaikka-avaruus, mikä se on ?

Sivut

Kommentit (155)

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
james

Miten nopeus sitten voidaan ilmaista ilman aikaa.
Nopeus on aina suhteellista, sitä voi vain verrata toiseen nopeuteen eli se on jonkin perusnopeuden monikerta. Kiihtyvyys taas on tuon nopeuden muutosta siirryttäessä pisteestä toiseen.

Ei nopeuksia voi verrata ilman aikaa! Aikahan on loppujen lopuksi tapahtumien järjestyksen vertaamista toisiinsa. Liike on paikan vaihtumista ja nopeus kertoo, miten paikka on vaihtunut joihinkin tapahtumiin nähden. (vaikka kellon viisarin tikityksen) Suhteellinenkin nopeus vaatii vertaamista muiden esineiden paikan vaihtumiseen.

Ajan yksikkö on nykyään sidottu atomin ylihienorakenteen muutoksiin. Erikoinen suhteellisuusteoria taas kertoo, että tapahtumien järjestys ei ole kaikkien mielestä sama, koska tapahtumien välittyminen vaatii tiedon siirtymistä. (ja Leonelle: Joo joo, sinun mielipide asiasta on tiedossa.)

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija
bosoni
Ei nopeuksia voi verrata ilman aikaa!

Mikä ettei, jos minä olen edennyt samasta pisteestä kolme kertaa sinun etenemäsi matkan on nopeuteni kolmekertainen. Vertailu on varsin helppo, eikä tässä aikaa tarvita lainkaan.

Ongelma tulee siitä, että jos haluamme että muutkin pystyvät vertaamaan kaikkialla omia nopeuksiaan meidän nopeuteemme joudumme muodostamaan yksikäsitteisen vertailun tätä varten, tällöin jaamme perusnopeuden kahteen matemaattisesti käsiteltävään tekijään olemassaolevaan metriin ja keinotekoiseen sekuntiin.

Vierailija
james
bosoni
Ei nopeuksia voi verrata ilman aikaa!



Mikä ettei, jos minä olen edennyt samasta pisteestä kolme kertaa sinun etenemäsi matkan on nopeuteni kolmekertainen.



Eipäs ole. Jos sen sijaan olet edennyt samasta pisteestä kolme kertaa bosonin etenemän matkan samassa ajassa, niin silloin nopeutesi on kolminkertainen.


Vertailu on varsin helppo, eikä tässä aikaa tarvita lainkaan.

Ehkä itsekin huomasit, että aikaa tarvitaan. Pelkkä paikan muutoksen määrä ei sisällä nopeutta.

Vierailija

Lähtökohtahan tietysti on, että kumpikin etenee jo valmiiksi jollain nopeudella, tällöin pelkkä edettyjen matkojen vertailu riittää kertomaan suhteellisen nopeuden, aikaa ei tarvita.

Edit:
Siis minä hetkenä hyvänsä tilannetta tarkastellaan uudelleen olen aina edennyt kolminkertaisen matkan. Jos toinen nopeuksista on nimetty perusnopeudeksi esim. 1m/s tällöin nopeuteni on 3m/s.

Vierailija
james
Lähtökohtahan tietysti on, että kumpikin etenee jo valmiiksi jollain nopeudella, tällöin pelkkä edettyjen matkojen vertailu riittää kertomaan suhteellisen nopeuden, aikaa ei tarvita.

Edit:
Siis minä hetkenä hyvänsä tilannetta tarkastellaan uudelleen olen aina edennyt kolminkertaisen matkan. Jos toinen nopeuksista on nimetty perusnopeudeksi esim. 1m/s tällöin nopeuteni on 3m/s.

Magic word: "minä hetkenä hyvänsä"

Vierailija

Paikan suhteen voi liikkua mutta hetki on mikä on. Kahden hetken välinen aikaero on tietyti mitattavissa sitten tuolla vakioheilurilla.

Siis se lukumäärä kuinka monta kertaa se heiluri on omalla nopeudellaan sitä välimatkaansa viipottanut.

Vierailija
james
Lähtökohtahan tietysti on, että kumpikin etenee jo valmiiksi jollain nopeudella, tällöin pelkkä edettyjen matkojen vertailu riittää kertomaan suhteellisen nopeuden, aikaa ei tarvita.

Edit:
Siis minä hetkenä hyvänsä tilannetta tarkastellaan uudelleen olen aina edennyt kolminkertaisen matkan. Jos toinen nopeuksista on nimetty perusnopeudeksi esim. 1m/s tällöin nopeuteni on 3m/s.

Jos käsittelet yksittäistä hetkeä, et voi pelkkien sijaintienne perusteella päätellä mitään nopeuksienne suhteesta. Tähän päättelyyn tarvitset myös sijaintinne joskus aiemmin. JOS nämä tiedot riittäisivät, niin silloin todella aikaa ei tarvittaisi suhteellisten nopeuksien määrittelemiseen, mutta kun nuo eivät (aivan) riitä. Tarvitset lisäksi tiedon siitä, että sijaintinne noissa kyseisissä paikoissa olivat sijaintinne samaan aikaan.

Vierailija
Lance
james
Lähtökohtahan tietysti on, että kumpikin etenee jo valmiiksi jollain nopeudella, tällöin pelkkä edettyjen matkojen vertailu riittää kertomaan suhteellisen nopeuden, aikaa ei tarvita.

Edit:
Siis minä hetkenä hyvänsä tilannetta tarkastellaan uudelleen olen aina edennyt kolminkertaisen matkan. Jos toinen nopeuksista on nimetty perusnopeudeksi esim. 1m/s tällöin nopeuteni on 3m/s.




Jos käsittelet yksittäistä hetkeä, et voi pelkkien sijaintienne perusteella päätellä mitään nopeuksienne suhteesta. Tähän päättelyyn tarvitset myös sijaintinne joskus aiemmin. JOS nämä tiedot riittäisivät, niin silloin todella aikaa ei tarvittaisi suhteellisten nopeuksien määrittelemiseen, mutta kun nuo eivät (aivan) riitä. Tarvitset lisäksi tiedon siitä, että sijaintinne noissa kyseisissä paikoissa olivat sijaintinne samaan aikaan.

En tarvitse muita tietoja kuin sen että molemmat etenevät tasaisella nopeudella ja pisteen jossa ovat olleet joskus ( tarkalla ajalla ei väliä ) yhtäaikaa ja nykyhetken sijainnit. Voin näillä tiedoilla päätellä suhteellisen nopeuden mittaamalla matkat.

Vierailija
james
Lance
Jos käsittelet yksittäistä hetkeä, et voi pelkkien sijaintienne perusteella päätellä mitään nopeuksienne suhteesta. Tähän päättelyyn tarvitset myös sijaintinne joskus aiemmin. JOS nämä tiedot riittäisivät, niin silloin todella aikaa ei tarvittaisi suhteellisten nopeuksien määrittelemiseen, mutta kun nuo eivät (aivan) riitä. Tarvitset lisäksi tiedon siitä, että sijaintinne noissa kyseisissä paikoissa olivat sijaintinne samaan aikaan.



En tarvitse muita tietoja kuin sen että molemmat etenevät tasaisella nopeudella ja pisteen jossa ovat olleet joskus ( tarkalla ajalla ei väliä ) yhtäaikaa ja nykyhetken sijainnit. Voin näillä tiedoilla päätellä suhteellisen nopeuden mittaamalla matkat.

"...jossa ovat olleet joskus yhtäaikaa..."

Eli tarvitset kuitenkin aikaa. Yhtäaikaisuutta ei voi määritellä ilman aikaa. Tämän lisäksi suhteellisten nopeuksienkin määrittämiseen tarvitset sen tiedon, että molemmat käyttivät matkaansa yhtä pitkän ajan. Itsestäänselvää on tietysti se, että tuon ajan pituudella ei ole merkitystä, mutta pitää siitä silti jotain tietää.

Vierailija

No jos kaksi objektia on ollut samassa paikassa fyysisesti vierekkäin, kai ne ovat olleet siellä myöskin pakosta silloin samalla hetkellä. Sillä ei ole mitään väliä milloin tuo hetki on ollut. Kun verrataan nykyhetken asemia alkuperäiseen asemaan, voidaan päätellä suhteelliset nopeudet.

Nopeus sinällään voidaan ilmaista ilman aikaa esim. 0.1c ja aika esim. kuinka monta kertaa valo on edennyt kahden peilin välillä. Voisihan sitä vertailua tehdä tietysti valon etenemään suoraankin matkaan, mutta se voi monessa tapauksessa olla hiukan vaikeaa.

Paikat, nopeudet ja kiihtyvyydet ovat reaalisia asioita, mutta aika on näennäistä.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
james
No jos kaksi objektia on ollut samassa paikassa fyysisesti vierekkäin, kai ne ovat olleet siellä myöskin pakosta silloin samalla hetkellä. Sillä ei ole mitään väliä milloin tuo hetki on ollut. Kun verrataan nykyhetken asemia alkuperäiseen asemaan, voidaan päätellä suhteelliset nopeudet.

Menee jo jankkaamiseksi, mutta edelleen käytät sitä aikaa noissa sanonnoissa. "Samalla hetkellä" tarvitsee ajan, ja samaten nopeus.

Vai väitätkö, ettei sillä ole eroa, onko kaksi esinettä ollut viereisissä paikoissa samaan aikaan, vaiko eri aikaan? (huomaa sana aika!!!!) Ollaanko me oltu vierekkäin, jos ollaan oltu samassa leffateatterissa vierekkäisillä paikoilla, mutta eri vuosina?

Sitähän se aika on, että verrataan tapahtumien järjestystä toisiinsa!! Mitä muuta sen pitäisi olla?! Eli mitä tarkoitat sillä, että aikaa ei ole olemassa, tai se on vain "näennäistä"? Nopeus sisältää tietoa sekä ajasta, että paikan muutoksesta? Muuten ei voida puhua mistään nopeudesta.

Edit: Poistettu ylimääräinen lainauksenpätkä

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija

Fyysisesti samassa paikassa tarkoittaa nimenomaan mahdollisuutta vaikkapa käsirysyyn. Silloin ollaan samalla hetkellä samassa paikassa.

Olisikin mielenkiintoista olla samassa paikassa toisensa nähden (koska valon nopeus kaikille havaitsijoille muka sama) mutta fyysiseen kontaktiin kykenemättä. ( Ei vakavasti otettavaa pohdintaa. )

Haluan vältää sanaa aika, koska se kertoo vain erotuksen kahden hetken välillä. Ja koska hetkestä ei voida siirtyä suuntaan eikä toiseen, ei tällöin myöskään aika ole reaalinen asia. Paikka sitä vastoin on.

Vierailija
james
Lähtökohtahan tietysti on, että kumpikin etenee jo valmiiksi jollain nopeudella, tällöin pelkkä edettyjen matkojen vertailu riittää kertomaan suhteellisen nopeuden, aikaa ei tarvita.

Edit:
Siis minä hetkenä hyvänsä tilannetta tarkastellaan uudelleen olen aina edennyt kolminkertaisen matkan. Jos toinen nopeuksista on nimetty perusnopeudeksi esim. 1m/s tällöin nopeuteni on 3m/s.

Ylläoleva päättely ei toimi. Voit käyttää nopeuksia vain vertailuissa joissa saat suhdelukuja (yksiköt häviävät). Fysiikassa ollaan kiinnostuneita nopeuksien mittaamisesta. Jos aikaa ei oteta mukaan "nopeuksista" ei ole juuri hyötyä jos vaikka halutaan tietää onko nopeuksissa tapahtunut muutoksia. Jos molemmat kappaleet vaikkapa hidastavat vauhtiaan siten että suhteelliset nopeudet eivät muutu tätä ei havaittaisi matkoja vertailemalla.

Olet kyllä oikeilla jäljillä siinä että aika on filosofisesti ongelmallinen tapaus fysiikassa. Aikaa ei näet voi mitata suoraan. Jos aloitamme ajan mittaamisen dynaamisesta ajasta ja käytämme esim. heiluria. Mitä aika on? Se on tietty määrä heilurin heilahduksia. Siis lasketaan dynaamisessa systeemissä tapahtuneita syklisiä muutoksia. Aika siis täytyy kiinnittää johonkin systeemiin ja sen tilan muutoksiin ja määrittelemme ajan sen perustella. Mistä tiedämme että eri heilurin heilahdukset vievät saman määrän aikaa? Emme mistään koska määrittelemma ajan sen mukaan! Niin kauan kuin tämän systeemin tilan muutosten tahti on vakiosuhtessa identtisten systeemien ja toisenlaisten systeemien tilamuutoksiin ennustettavalla tavalla voimme pitää aikaa (käytännön kannalta) hyvin määriteltynä ja hyvin käyttäytyvänä. Sitä voi mitata ja se on hyödyllinen yksikkö.

Nykyäänhän ei käytetä dynaamista aikaa vaan elektromagneettista aikaa. Sekunti on nykyään aika jossa Cesium-133 atomi värähtää 9 192 631 770 kertaa. Miksi sekunti maassa ja sekunti jossain muualla universumissa on luotettavasti "sama" hyvin määritelty asia? Miten huomaisimme jos jossain muualla elektromagneettiset interaktiot toimisivat eri nopeudella kuin maanpinnalla? Ainoa tapa huomata tämä olisi verrata niiden nopeutta johonkin muuhun kuten esim. gravitaatioon. Jos pääasiassa massoista riippuvat ilmiöt kuten heilurin heilahdukset tai planeettojen kiertoajat hidastelisivat ja kiihtyisivät atomikellon mukaan mitattuna (ilman ulkoista voimaa) voisimme ehkä lopulta päätellä että elektromagneettinen aika vaappuu verrattuna gravitaatioaikaan. Tämä tietysti edellyttäisi että ei löydettäisi voimaa joka vaikuttaisi asioihin, ei havaittaisi kiihtyvyyksien vaikutuksia yms.

Niin kauan kuin kaikki havaitsemamme maailmankaikkeuden ilmiöt toimivat toistensa suhteen ennustettavalla määrällä syklejä/tilavaihdoksia ym. aika ei aiheuta ongelmia laskuissa tai mittauksissa. Gravitaation ja kiihtyvyyden aiheuttamat muutokset pystytään myös ennustamaan joten aika konsepti toimii edelleen hyvin vaikka eräistä asioista on jouduttu luopumaan.

Vierailija

Kyllä päättely toimii, myöskin omat johtopäätösesi ovat melko lailla oikeita.

Me voimme verrata heilurin "etenemää" ja tarkasteltavaa etenemää keskenään ja todeta että se oli esim. kolmekertainen heilurin etenemään verrattuna. Nopeus täytyi olla siis kolmikertainen, koska lähtöhetki oli sama.

Aikaa matemaattisena yksikkönä toki tarvitaan että saadaan yleispätevä vertailukohta nopeuksille.

Joku objekti voi olla jonain hetkellä jossain paikassa, mutta aika-avaruus on käsitteenä susi. Aikaa mittaavan laitteen nopeus muuttuu ympäristön muutoksen myötä, ei muusta syystä.

Kaikilla objekteilla on samalla hetkellä joku tietty asema ja nopeus suhteessa havaitsijaan tässä maailmankaikkeudessa, vuorovaikutukset toki etenevät jollain rajallisella nopeudella, sm-säteilyn osalta tuo nopeus on c lähteen suhteen.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat