Addition von Geschwindigkeiten


Ausgangsüberlegung: Geschwindigkeiten in den verschiedenen Bezugssystemen
Ein Raumschiff fliege mit der Geschwindigkeit u=0,2c0 entlang der Strecke r an einem Beobachter vorbei. Dabei werfe ein Astronaut einen Ball mit der Geschwindigkeit v'=0,3c0 in Flugrichtung entlang der Strecke s'. Der Beobachter sieht diesen Vorgang und bestimmt die Gesamtgeschwindigkeit w.

a) Begründen Sie, warum sich die Geschwindigkeiten nicht klassisch addieren.
b) Für die Addition von relativistischen Geschwindigkeiten gilt: w = u + v ' 1 + uv ' c 2
Begründen Sie, warum diese Gleichung zu den zu erwartenden Korrekturen passt.
c) Berechnen Sie w. Um wieviel Prozent weicht das Ergebnis vom klassisch zu erwartenden Wert ab?
d) Begründen Sie ohne Rechnung, warum es auch mit mehrfach ineinander geschachtelten Raumschiffen nicht möglich ist, c0 zu überschreiten.
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