Wikiup:Redaktion Physik/Qualitätssicherung/Archiv/2018/März

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Informationstheoretische Entropie

Bitte mal prüfen. Lemma scheint nicht passend (besser vielleicht statistische Entropie oder so ähnlich). Sehr verkürzte Darstellung im Abschnitt "Herleitung". Es geht wohl um den Übergang der Gibbs'schen Darstellung zu einer Boltzmann Formel, wobei Gibbs nicht einmal erwähnt wird und der Sinn oder Beweggrund für dieses Unterfangens auch nicht dargestellt wird. Es folgt der Absatz "Beweis des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik", aber mal wieder kein Beweis. Abschließend finden wir dann eine Diskussion, die nichts diskutiert, aber eine neue Katze auftut - Physiker mögen ja Katzen. Kritik, also zumindest der Ansatz einer Diskussion, steht zwar in der Einleitung, aber dort recht unbelegt. Naja, und die Einleitung... ist das die Quintessenz? - aus dem hier geschriebenen oder aus Jaynes Aufsatz? Oder lässt nur mich der Artikel etwas ratlos dastehen...? --DaizY (Diskussion) 21:41, 1. Mär. 2018 (CET)

Noch mehr Merkwürdigkeiten:

• Doppelbelegung der Variablen $p$ - laut Definition in der Formel eine Wahrscheinlichkeit für einen Mikrozustand, dann als Impuls-Phasenraumvariable im Maß $d^{3N}xd^{3N}p$ verwendet
• Definition des Integralmaßes $d\Omega$ einerseits als "Integral über den Phasenraum", andererseits angeblich auf $\ln \Omega$ führend, dort offensichtlich Zahl der Mikrozustände.

Und kann mir als Teilchenmensch jemand erklären, welche Größe jetzt worüber mit welchen Integrationsgrenzen integriert wird, dass ich - Zitat! - „sofort“ $-\int p\ln p\,d\Omega =\ln \Omega$ sehen kann, zumal $p$ obendrein - Zitat - „konstant“ sein soll?

--Blaues-Monsterle (Diskussion) 22:15, 1. Mär. 2018 (CET)

Den Artikel gibt es schon unter dem Lemma Entropie (Informationstheorie). Und noch eine Merkwürdigkeit: Jaynes habe ich in dem Zusammenhang noch nie gehört.--Debenben (Diskussion) 00:25, 2. Mär. 2018 (CET)

Nein, da muss ich widersprechen. Jaynes interpretiert die Thermodynamik-Entropie als Mangel an Information, das ist nicht identisch mit der Informations-Entropie. Ob Jaynes in Sachen statistische Physik eher unterhalb des Relevanz-Radars steht, mag ich nicht beurteilen. Soweit ich den Artikel von der "harten" Physik her verstanden habe (und das habe ich nur so weit wie das Abstract geht), zeigt er auch nur auf, dass die Entropie nach $\textstyle S=\ln \Omega \approx \ln \int _{H\leq E}d\Gamma \,1$ nicht mit Boltzmanns $H$ übereinstimmt, aber wenn man das $H$ geeignet modifiziert (wie es Gibbs scheinbar getan hat). Das hat für mich als Fachfremden eher den Status einer Randnotiz in H-Theorem. Inwieweit das "Philosophieren" über die Natur der Entropie dann noch die Relevanzhürde überspringt, hängt eventuell auch vom Status von Jaynes in der Community ab. Postskriptum: Jetzt, da ich zum ersten Mal den Artikel über das H-Theorem lese, sehe ich auch, was die Formel $-\textstyle \int f\ln f\,d\Gamma$ uns sagen soll. Da ergibt sie dann doch einen gewissen Sinn. Nach meinem dafürhalten: Löschen mit der Begründung "Artikelinhalt ist absoluter Unsinn" --Blaues-Monsterle (Diskussion) 01:51, 2. Mär. 2018 (CET)

Als Ersteller des Artikels (meines ersten) möchte ich auf die Einwände kurz antworten. (Ich hoffe das hier ist der richtige Ort)

Doppelbelegung: alles klar wird geändert.

Herleitung: Ω ist das Phasenraumvolumen, wenn die Wahrscheinlichkeit w konstant ist beträgt sie 1/Ω (wegen Normierung) und beim Integrieren über eine Konstante wird einfach mit Volumen multipliziert -> Ω kürzt sich weg.

Relevanz: wie geschrieben, ist Jaynes nicht "mainstream". Kein Grund ihn zu ignorieren. Fachlich ist das meiner Meinung nach nicht zu begründen.

Quelle: in der Tat ist der Fokus des Artikels ein anderer, am Ende werden seine Ideen aber zum ersten mal entwickelt. Auch der Beweis des 2.HS findet sich hier. Es ist ein Beweis.

Begriff: ich habe den Artikel "Informationstheoretische Entropie (Physik)" genannt, das wurde dann geändert. Vielleicht wäre das aber doch besser?

Gliederung: in der Tat treffen die Überschriften "Herleitung" und "Diskussion" nicht genau den Punkt. Ich denke drüber nach.

Gruß Sebi (nicht signierter Beitrag von Sebastian Dilcher (Diskussion | Beiträge) ) --Sebastian Dilcher (Diskussion) 12:18, 2. Mär. 2018 (CET)

@Sebastian Dilcher: Erst einmal willkommen in der Wikipedia und schön, dass Du in der Wikipedia mitarbeitest! Meiner Meinung nach ist das größte Problem Deines Artikels Informationstheoretische Entropie, dass dabei drei Dinge vermischt werden:

• Das Lemma (d.h. der Artikelname "Informationstheoretische Entropie") ist als Schlagwort eigentlich nur im Zusammenhang mit der Shannon-Entropie sinnvoll und wird m.W. selten, aber nur so verwendet, also in der Bedeutung, die im Artikel Entropie (Informationstheorie) behandelt wird.
• Dein Artikelinhalt behandelt jedoch den physikalischen (=thermodynamischen) Begriff, der bereits unter Entropie behandelt wird.
• Dein Artikel bezieht sich (als Quelle) auf eine Publikation von E.T. Jaynes, in der es darum geht, den Zusammenhang des mikroskopischen Entropie-Begriffs mit den beiden Bedeutungen von Gibbs bzw. Boltzmann zu untersuchen. Er hat dabei m.E. aber keineswegs einen neuen Begriff der Entropie geschaffen.

Damit hat der Artikel wenig Halt, weshalb Blaues-Monsterle oben auch Löschen als die richtige Maßnahme ansieht. Bevor Du daher zuviel Arbeit in die Verbesserung des Artikels steckst, wäre es nett, wenn Du hier kurz skizzierst, welchen Aspekt der Entropie Du eigentlich in den bisherigen Artikeln vermisst. Meine derzeitige Vermutung ist, dass dieser Inhalt dann am besten als ein kurzer Abschnitt im physikalischen Artikel Entropie untergebracht werden sollte. Unter dem jetztigen Lemma sehe ich derzeit so wie Blaues-Monsterle keinen Sinn. --Dogbert66 (Diskussion) 11:34, 2. Mär. 2018 (CET)

Hallo Dogbert66 danke für die klare Rückmeldung. Natürlich könnte man den Artikel in den zur Entropie integrieren. Aber einerseits scheue ich mich, in "anderer Leute" Artikel rumzupfuschen, andererseits mag ich lieber kurze Artikel.

Die Quelle wird immer in diesem Zusammenhang aufgeführt - auch wenn es aus dem abstract nicht hervorgeht, findet man hier die entscheidenden Punkte. Abschnitt VI (the anthropomorphic nature of entropy) ist sehr wohl "ein neuer Begriff der Entropie", wenn man das so nennen will.

was ich im Artikel zur Entropie vermisse, ist das hier dargestellte Konzept zur Auffassung der Entropie. Dies ist mit dem Begriff informationstheoretische Entropie am besten erfasst. Wäre als Lemma "Informationstheoretische Entropie (Physik)" besser? (war ursprünlich so). Das begriffliche Durcheinander (Entropie als thermodynamische Größe, Herleitung dieser Größe aus statistischen Entropiedefinitionen, Entropie als Informationsdefizit bei Shannon (-> Shannon - von Neumann Anekdote) macht es natürlich nicht leichter --Sebastian Dilcher (Diskussion) 12:18, 2. Mär. 2018 (CET)

+1 zu Dogbert. Ich würde auch vorschlagen, erst mal die Defizite der Vorhandenen Artikel Entropie und Entropie (Informationstheorie) zu beheben und erst wenn es zu umfangreich wird, Inhalte in einen seperaten Artikel wie w:en:Entropy in thermodynamics and information theory auszulagern.

@Sebastian Dilcher: Herzlich Willkommen auch von mir, ich würde mich freuen, wenn du uns als Autor erhalten bleibst. Generell gilt: Wenn wir hier Artikel kritisieren dann soll das kein Vorwurf gegenüber den Autoren sein. Du brauchst keine Angst haben, in "anderer Leute" Artikel rumzupfuschen, wenn es jemandem nicht gefallen sollte macht er es rückgängig und dann kann man immer noch diskutieren welche Version besser ist.

@Blaues-Monsterle: Vielleicht übersehe ich ja etwas, aber "Jaynes interpretiert die Thermodynamik-Entropie als Mangel an Information, das ist nicht identisch mit der Informations-Entropie" - "Mangel an Information" ist die normale statistische Interpretation der Entropie und ich hätte immer gesagt sie geht im Wesentlichen auf Boltzmann und Shannon zurück und nicht auf Jaynes. Der einzige Unterschied zwischen einer Informationsentropie und der Entropie der statistischen Physik/Thermodynamik ist, dass in der Thermodynamik der für das Konzept Entropie irrelevante Vorfaktor inklusive Einheit und Vorzeichen auf die Boltzmannkonstante festgelegt ist während die informationstheoretische Entropie üblicherweise in Bit gemessen wird.--Debenben (Diskussion) 12:46, 2. Mär. 2018 (CET)

In der en-wp habe ich jetzt noch den Artikel w:en:Entropy (statistical thermodynamics) gefunden. Der bezieht sich wohl auch auf den Jaynes-Artikel. --DaizY (Diskussion) 13:02, 2. Mär. 2018 (CET)

@Debenben Eine ganz gute Darstellung findest du in "patterns of disorder" (google books), darin "Über den epistemischen Charakter von Entropie" von B.Altaner, speziell S. 113ff

--Sebastian Dilcher (Diskussion) 20:09, 2. Mär. 2018 (CET)

@Debenben: Da sieht man doch mal wieder, was für ein furchtbarer Dilettant ich auf dem Gebiet bin :) - für mich war Entropie immer interpretationslos dieses ln-Omega-Ding, was die Zustände zählt... --Blaues-Monsterle (Diskussion) 20:39, 2. Mär. 2018 (CET)

Ich habe jetzt auch mal in "patterns of disorder" und in meinem Thermodynamik-Lieblingsbuch "Farewell To Entropy, Statistical Thermodynamics Based On Information" nachgeschaut. Ich war immer davon ausgegangen, dass von Neumann Shannon den Namen Entropie für sein Informationsmaß im Bewusstsein dass es das gleiche Konzept ist vorgeschlagen hat. Tatsächlich scheint es so gewesen zu sein, dass er den Namen allein auf Grund von mathematischen Ähnlichkeiten vorgeschlagen hat. Dass sich die statistische Mechanik aus informationstheoretischen Überlegungen herleiten lässt hat dann Jaynes gezeigt. Insofern ist es zwar richtig, die Rolle von Jaynes herauszustellen, aber den Kritikpunkt dass es sich nicht um "einen neuen Begriff der Entropie" handelt ist dadurch nicht ausgeräumt.--Debenben (Diskussion) 22:01, 2. Mär. 2018 (CET)

Das schöne an Wiki ist doch, dass man mal immer mal wieder aus seiner fachlichen Filterblase rauskommt ;) Zurück zum Artikel: Wo stehen wir jetzt? Jemand, der sich wirklich damit auskennt, könnte das meines Erachtens entsprechend in Entropie und H-Theorem einarbeiten. Ich glaube auch, dass der Phasenraum eher mit $\Gamma$ als mit $\Omega$ bezeichnet wird (zumindest bei uns, da ist $\Omega$ für den Raumwinkel reserviert und bei euch dürfte es für die Anzahl Zustände reserviert sein, oder?) Des Weiteren scheint mir die Annahme, bei der Integration über das Phasenraumvolumen, ist die Wahrscheinlichkeit konstant, nicht konsistent mit der Kernaussage des Papers ("whenever interparticle forces effect thermodynamic properties"), da ich doch dann

$\int d\Gamma \,P(q,p)\ln P(q,p)\neq V^{3N}\int d^{3N}p\,P(p)\ln P(p)$

mit gerade keiner Ortsunabhängigkeit habe (P: Wahrscheinlichkeit, p: Impuls). Oder vertue ich mich gerade kräftig? Zumindest die Impuls-Unabhängigkeit ist keinesfalls gegeben, sodass ich einfach über den Phasenraum integrieren könnte.

Im Übrigen muss ich natürlich auch noch, @Sebastian Dilcher, meine Begrüßung nachholen. Auch ich hoffe, du bleibst uns als Autor erhalten; Wikipedia kann Physiker und enzyklopädische Sachverhalte immer brauchen (egal, ob in einem eigenständigen Artikel oder in bestehenden Artikeln eingebaut). Relevanter als Daniel Völz ist das Thema auf jeden Fall. Es gibt hier übrigens kein "Eigentum an Artikeln" (ich glaube, dazu gibt es sogar eine Metabereichs-Seite) und die vielen Beabeiten-Buttons sind nicht nur zur Zierde angebracht. Von daher drück auf so einen Knopf, wann immer du denkst, etwas besser darstellen zu können als die bisherigen Autoren. Off-Topic-Nebenschauplatz: Dass die statistische Physik hier in der Wiki einen Hang zu kurzen Artikel hat, sieht man schön an Zustandsgröße#Klassifizierung. Man folge nur den Links zum Hauptartikel. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 02:50, 3. Mär. 2018 (CET)

Hallo zusammen! Wenn ich hier in Wikipedia bei der persönlichen Klärung des Begriffs Entropie herumstöbere, komme ich auf Entropie_(Begriffsklärung) in der englischen Wikipedia finde ich w:en:Entropy_(disambiguation). Nun soll es jetzt noch das hier zur Diskussion stehende Lemma Informationstheoretische_Entropie geben; mir scheint dieses Lemma entspricht dem Lemma w:en:Maximum_entropy_thermodynamics in der englischen Wikipedia (ist das richtig?). In dem neuen angelegten Lemma wird hervorgehoben, dass in dem Konzept von Edwin Thomson die Entropy eine epistemisch Größe und keine ontologische sei und dass damit die Zeitumkehrproblematik nicht mehr existiert. Was das neue Lemma rechtfertigen soll. Nun finde ich in dem Buch "Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik" von Johann von Neumann aus dem Jahre 1929 im Kapitel V Allgemeine Betrachtungen im Abschnitt 4 Die makroskopische Messung (S 213) den folgenden Text Die zeitlichen Variationen der Entropie rühren also daher, daß der Beobachter nicht alles weiß, bzw. daß er nicht alles ermitteln (messen) kann, was prinzipiell meßbar ist..... Außerdem weißt von Neumann an anderer Stelle darauf hin, dass die Veränderung seines Entropiebegriffs nur durch meßtechnische Eingriffe und nicht durch die natürliche zeitliche Entwicklung über den Hamilton Operators gegeben ist. Mein Eindruck ist, dass schon von Neumann eine epistemisch Sicht auf die Entropie hat, oder seht Ihr das anders? Und so frage ich mich, was wirklich neu und so besonderes an der von Edwin Thomson entwickelten Theorie ist.

Ich versuche zur Zeit hier etwas zu Wikipedia mit ein paar Verbesserungen im Bereich der Thermodynamik beitragen (der Bedarf scheint mir ziemlich gross zu sein) und daher habe ich verschiedene Bücher zur Thermodynamik in meinem Regal stehen. Allerdings ich muss zugeben, bei der so wichtigen Größe wie der Entropie fühle ich mich leicht wie auf Glatteis. In den letzten 150 Jahren sind von vielen großen und kleinen Geistern Artikel zur Entropie geschrieben worden. Die Frage hier bei Wikipedia ist, ob wir wirklich für jede neue oder scheinbar neue Sicht auf diesen schillernden Begriff ein eigenes Lemma hier einrichten wollen und diese unter einer Kategorie Entropie und auf Entropie_(Begriffsklärung) verwalten wollen. Mir selbst erscheint das für den Enzyklopädie-Benutzer, den ich vor meinen Augen sehe, nicht allzu hilfreich, beibt dieser am Ende nicht ziemlich verwirrt zurück? Bei dem neuen Lemma geht es um eine vermeintlich neue Sicht auf die Herleitung für eine Formel der Entropie aus dem atomaren Bild, daher sollte die Thematik in diesem Kontext abgehandelt werden. Es scheint zu dieser Thematik einen Berg von Veröffentlichugnen zu geben. Geht es dabei doch um die Problematik der makroskopischen Messungen, eine Thema das meines Wissens nach auch heute noch viele offene Fragenstellungen hat. Ich selbst empfehle zu dieser Thematik sich einmal das Kapitel XV "Das Problem des Aufbaus makroskopischer Systeme aus Atomen" aus dem Band 4 in dem Lehrbuch Band 4 "Einführung in die Grundlagen der theoretischen Physik" von Günther Ludwig anzusehen. ArchibaldWagner (Diskussion) 10:25, 3. Mär. 2018 (CET)

@Debenben: ..nein, ein neuer Begriff ist es nicht. Es ist ein Konzept, das nach Ansicht Jaynes' schon Gibbs hatte, und vor Jaynes sicher schon andere, aber von ihm zuerst systematisch formuliert und vertreten wurde. Nicht nur ich denke, dass es das einzig klare Konzept zum Verständnis der Entropie aus einem mikroskopischen Bild ist. Ich kenne es unter dem Begriff "informationstheoretische Entropie", wobei ich zugeben muss, dass das nicht vollkommen etabliert ist. Ich denke es verdient eine Eintrag im weltgrößten Lexikon, wo auch immer. --Sebastian Dilcher (Diskussion) 11:31, 3. Mär. 2018 (CET)

@Blaues-Monsterle: ..nein, du vertust dich nicht kräftig, aber folgendes habe ich mir erlaubt zu unterschlagen: in der mikrokanonischen Gesamtheit (E vorgegeben) ist die Wahrscheinlichkeit konstant auf dem zum Energiewert gehörigen Teil des Phasenraums, sonst 0. Das hatte ich gemeint. Im Arikel wird mit der makrokanonischen gearbeitet (T vorgegeben) mit den Vorteil, dass man eine stetige Wahrscheinlichkeitsverteilung auf dem ganzen Phasenraum hat (Boltzmannverteilung), diese ist dann impulsabhängig. Bekanntlich führen beide zum selben Ergebnis, da nur der erstgenannte Teil des Phasenraums merklich zum Integral beiträgt.--Sebastian Dilcher (Diskussion) 11:31, 3. Mär. 2018 (CET)

@ArchibaldWagner: ja, der max. ent. therm. Artikel entspricht meinem Thema, ich kannte ihn garnicht. Jaynes ist nicht wirklich neu, er sagt ja Gibbs habe das alles schon so gemeint. Aber er hat diese Position ausformuliert und stellt den allgemeinen Bezugspunkt dar.

Ein Hinweis: die Zeitumkehrproblematik wird nicht vollständig gelöst! Nur ein innerphysikalisches Problem: mikroskopische Sichtweise -> 2.HS. Aber wieso sollte man auf einmal die Richtung eines Films erkennen können, wenn man weniger weiß?

Ich denke der Entropieartikel müsste besser strukturiert werden: zu "statistische Physik" gehören dann die Beiträge Gibbs' und Boltzmanns, die Diskussion über Maß der Unordnung und auch die informationstheoretische E, denn alle diese versuchen, die thermodynamische E mikroskopisch zu erklären. Die mengenartige Größe gehört dann wieder zur Thermodynamik.. --Sebastian Dilcher (Diskussion) 11:31, 3. Mär. 2018 (CET)

Für spätere Leser dieser Diskussion, falls der Stein des Anstoßes irgendwo eingearbeitet wird: Es geht hier um Jaynes 1957 (10986 mal zitiert, laut Google Scholar). Danke für's Augenöffnen. --Rainald62 (Diskussion) 22:44, 3. Mär. 2018 (CET)

Ich habe jetzt als Vorschlag die inf. E.in den Artikel zur Entropie (v.a. Abschnitt "statistische Physik" ) eingearbeitet. Es ist sicher noch viel zu tun, bin aber erst mal in Urlaub:) --Sebastian Dilcher (Diskussion) 17:07, 4. Mär. 2018 (CET)

Bitte nach Shannon-Entropie verschiebenz. biggerj1 (Diskussion) 14:49, 6. Mär. 2018 (CET)

Man kann offensichtlich auch Verschiebungsvorschläge machen, ohne den Artikel gelesen zu haben. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 19:21, 6. Mär. 2018 (CET)

@Sebastian Dilcher: Da du das Meiste ja schon in den Artikel Entropie eingearbeitet hast, habe ich das Lemma Informationstheoretische Entropie erst mal zu einer Weiterleitung auf Entropie (Informationstheorie) gemacht. Das passt mMn besser zum Lemma, da "Informationstheoretische Entropie" nicht unbedingt einen Bezug zur Physik haben muss (wenn man ihn nicht explizit in Klammern dahinter setzt, und Klammerartikel gibt es hier in der Regel erst, wenn das Lemma ohne Klammer schon belegt ist). Wenn dir im Laufe der Entopie-Artikel-Verbesserungen etwas Anderes sinnvoller erscheint, kannst du es ja rückgängig machen und den Artikel auf ein neues Lemma verschieben oder so.--Debenben (Diskussion) 22:36, 12. Mär. 2018 (CET)

@Debenben: ..ja das ist gut so!--Sebastian Dilcher

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Blaues-Monsterle (Diskussion) 19:27, 15. Mär. 2018 (CET)

Foucaultsches Pendel

Foucaultsches Pendel: In dem Unterabschnitt "Berechnung" wird behauptet, die Pendelfrequenz hänge von der Rotationsgeschwindigkeit der Erde ab. Das ist nicht plausibel. Grund: In der Differentialgleichung wurde die Zentripetalbeschleunigung vergessen (siehe auch Coriolisbeschleunigung). Abgesehen von dem Fehler leistet der Abschnitt keinen erkennbaren Beitrag zum Thema. Eine von mir erstellte Änderung wurde bereits nach 30 Minuten zurückgesetzt. --Gueziv (Diskussion) 14:21, 6. Mär. 2018 (CET)

Hinweis: Der Revert stammte von mir, da erstens die Form des Artikels deutlich verschlechtert wurde (Änderung, Revert) und außerdem der Eindruck einer persönlichen (teilweise auch weit hergeholten) Herleitung entstand. So etwas muss aber auf der Diskussionsseite besprochen werden. Eine solche Diskussion findet statt (auch im darüber stehenen Abschnitt). Allerdings scheint mir auch dort die Meinung von Gueziv nicht vollständig anerkannt zu sein. Wichtig ist sicher der Hinweis auf wissenschaftliche Darstellungen des Problems. -- Jesi (Diskussion) 15:11, 6. Mär. 2018 (CET)

Zitat: "In dem Unterabschnitt "Berechnung" wird behauptet, die Pendelfrequenz hänge von der Rotationsgeschwindigkeit der Erde ab. Das ist nicht plausibel.": Warum ist das nicht plausibel? Stell dir vor das Pendel steht am Nordpol und schwingt im Kreis. Die Erde drehe sich genauso schnell im Kreis. Frage: Wie ist die Pendelfrequenz relativ zur Erdoberfläche? --Engie 15:47, 6. Mär. 2018 (CET)

Da gehen mindestens zwei Sachen durcheinander: 1. ist die revertierte Darstellung voller anderer Schwächen oder sogar Fehler gewesen, siehe Disk. 2. ist die Pendelfrequenz natürlich von der Erddrehung abhängig. Einfach einzusehen am Äquator: wenn die Erde sich 17mal so schnell drehen würde, wäre die Schwerkraft exakt von der Zentrifugalkraft kompensiert und die Frequenz also Null. (Der Hinweis auf die Schwingung am Nordpol klärt hier gerade nichts.) 3. Das ist in der bestehenden Herleitung offenbar wirklich vernachlässigt worden und gehört verbessert. --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:31, 6. Mär. 2018 (CET)

Mein Beispiel verdeutlicht, dass die Pendelfrequenz auch nur aufgrund der Corioliskraft von der Rotationsgeschwindigkeit der Erde abhängen kann. Die Zentrifugalkraft kommt natürlich noch dazu, wird aber bei der Betrachtung des Foucaultsches Pendels meistens nicht mit berücksichtigt, mMn reicht da ein kurzer Satz, dass die Zentrifugalkraft bei der Rechnung vernachlässigt wird. --Engie 16:47, 6. Mär. 2018 (CET)

Ja, richtig. Ich hatte das "schwingt im Kreis" schlicht überlesen. --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:57, 6. Mär. 2018 (CET)

Schauen wir mal, ob ich klassische Mechanik noch kann: Mit Zentrifugalkraft wird aus der Geschichte

${\begin{pmatrix}{\ddot {x}}\\{\ddot {y}}\end{pmatrix}}=2\Omega \sin \phi {\begin{pmatrix}{\dot {y}}\\-{\dot {x}}\end{pmatrix}}-\omega ^{2}{\begin{pmatrix}x\\y\end{pmatrix}}-r\Omega ^{2}\cos \phi \sin \phi {\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}$

mit der Lösung wie im Artikel mit Zusatzterm

${\tilde {u}}(t)=u(t)-\mathrm {i} r\cos \phi \sin \phi {\frac {l\Omega ^{2}}{g}}$

mit $\textstyle {\frac {l\Omega ^{2}}{g}}\sim 10^{-10}$. Auch mit $r\sim 10^{6}\,{\text{m}}$ ist das absolut vernachlässigbar. Passt das so? --Blaues-Monsterle (Diskussion) 00:05, 7. Mär. 2018 (CET)

Ich denke, die ursprüngliche QS-Begründung ist erledigt, vong Inhalt her. Jetzt steht die Zentrifugalkraft auch noch drin, mit einer Abschätzung der Größenordnung ihrer Beiträge. Damit sind wir hier durch. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 02:21, 8. Mär. 2018 (CET)

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Hier stand dereinst ein "Erledigt-Baustein", gesetzt vom blauen Monsterle am 8. März um 02:12 --Blaues-Monsterle (Diskussion) 12:06, 9. Mär. 2018 (CET)

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Ich habe eigentlich erwartet, dass sich hier andere Experten zu Wort melden. Im Gegensatz zur Diskussion beim Artikel wurde hier wenigstens etwas vorgebracht, auf das man eingehen kann.
An Engie: Bei deinem Gedankenexperiment überlagern sich Pendelrotation und Erdrotation. Die Gesamtrotation ist die arithmetische Summe aus den beiden. Man erhält zwei Werte, je nach Rotationsrichtung des Pendels. Wie du selber leicht feststellen kannst, stimmt das nicht mit der Gleichung im Artikel überein.
Man müsste das Experiment abändern: Stelle dir vor, das Pendel passiert bei jeder Umdrehung eine Lichtschranke, die einen Lichtblitz auslöst. Die Lichtschranke steht fix im Raum, dreht sich also nicht. Die Frequenz ergibt sich aus dem zeitlichen Abstand der Lichtblitze. Sowohl ein ruhender als auch ein rotierender Beobachter messen zumindest in der klassischen Physik die gleiche Frequenz.
An Benutzer:Bleckneuhaus: Die Zentrifugalkraft beeinflusst den Wert der Erdbeschleunigung, also "g" und damit auch die Pendelfrequenz. Das hat aber mit dem hier diskutierten Problem wirklich gar nichts zu tun. Ich wundere mich, warum du jetzt anfängst, selber an der Gleichung herumzudoktern. Du wolltest doch eigentlich beweisen, dass das, was jetzt ist, richtig ist. Aber das kannst du nicht.--Gueziv (Diskussion) 10:01, 8. Mär. 2018 (CET)

Mal ganz agbesehen davon, dass das einen interessante Frage ist: der gesamte Abschnitt "Berechnung" ist unbequellt (WP:Q). Ich schlage mal vor, dass wir eine Literaturrecherche machen und mal sehen, was verschiedene Autoren zum Thema zu sagen haben. @Gueziv:, @Bleckneuhaus:, @Blaues-Monsterle:, mit welchen Quellen könnt Ihr Eure Argumentation untermauern?--Alturand (Diskussion) 11:51, 8. Mär. 2018 (CET)

Der Beitrag der Erdrotation zu einem Pendel, das kreisförmig ausgelenkt schwingt, ist völlig unbedeutend. Die Frequenz des Pendels wird bei einigen Hundertstel bis einigen Zehntel Hertz liegen, je nachdem, wie lang das Pendel ist (bei 10 m Länge so 1/6 Hz, bei 100 Metern so 1/20 Hz). Die Erdrotation hat 1/86400 Hz. Der Beitrag, ob das jetzt am Pol rechts- oder linksrum dreht (oder am anderen Pol steht) zur Periodenlänge ist dem, der durch eine veränderte Auslenkung, die Form des Pendelgewichts oder die Dicke des Seils zustandekommt, vermutlich völlig untergeordnet. Auch der Beitrag dadurch, dass man am Pol ein paar -zig Kilometer näher am Erdmittelpunkt steht und dadurch die Schwerebeschleunigung anders ist, ist vermutlich schon größer. Wer daraus ein freches "Aber das kannst du nicht." ableiten zu können glaubt wie Gueziv, hat ein schräges Verständnis von Diskussionen und keines von Mechanik. --Blauer elephant (Diskussion) 14:13, 8. Mär. 2018 (CET)

Ich hab mir den Artikel auch mal angeschaut. Vom Prinzip her kann ich keine Fehler finden, das Einzige, was ich nicht nachvollziehen kann sind die angegebenen Größenordnungen, nicht weil ich sie nachgerechnet habe, sondern weil unklar ist welche Werte man einsetzen soll damit man sie bekommt. Für den Fall, dass das Pendel auf dem Nordpol steht wäre ja $\cos \varphi =0$ und die Zentrifugalkraft null. In dem Fall wäre die Frequenz mit der das Pendel schwingt tatsächlich unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit.--Debenben (Diskussion) 16:02, 8. Mär. 2018 (CET)

@Gueziv: Komisch, was Du unter Diskussion verstehst. Mir ging es eigentlich darum, Unsinn aus dem Artikel fernzuhalten, zB solchen, auf den Du mit Deinem früheren Satz auf der Diskseite hinaus wolltest (Zitat): " Es wird gesagt, dass die Pendelfrequenz ω von der Rotationsgeschwindigkeit Ω abhängig ist. Das kann ich mir nicht vorstellen.". Als Quellenangabe hätte ich nur Standardlehrbücher anzubieten, (hab hier auf der Insel aber gerade keins zur Hand). --Bleckneuhaus (Diskussion) 18:27, 8. Mär. 2018 (CET)

Das ist trivial, dafür braucht es keine Quellen. Wir haben ein KS, dessen Ursprung im Erdmittelpunkt ist, das gegen die Erdachsen verschoben ist und mitrotiert, ohne Translationsbewegung. Dann verschieben wir den Ursprung auf die Erdoberfläche, das macht überhaupt nichts. Und jetzt schauen wir, welche Kräfte am Werk sind: Gravitation, Coriolis, Zentrifugal und die Zwangsbedingung mit dem Pendel. Damit haben wir also für Coriolis und Zentrifugal wie im Artikel steht ($s=\sin \varphi ,c=\cos \varphi$).

${\begin{aligned}{\vec {a}}_{c}&=2\Omega \left[(s{\dot {y}}-c{\dot {z}}){\vec {e}}_{x}-s{\dot {x}}{\vec {e}}_{y}+c{\dot {x}}{\vec {e}}_{z}\right]\\{\vec {a}}_{Z}&=r\Omega ^{2}c\left[-s{\vec {e}}_{y}+c{\vec {e}}_{z}\right]\\{\vec {a}}_{g}&=-ge_{z}\end{aligned}}$

und die Zwangsbedingung, deren Gradient und deren zweite Ableitung

$G(x,y,z)=x^{2}+y^{2}+z^{2}-l^{2}=0\quad \Rightarrow {\vec {\nabla }}G=2(x{\vec {e}}_{x}+y{\vec {e}}_{y}+z{\vec {e}}_{z}),{\ddot {G}}=2({\dot {x}}^{2}+x{\ddot {x}}+{\dot {y}}^{2}+y{\ddot {y}}+{\dot {z}}^{2}+z{\ddot {z}})=0$

Zur Bestimmung der Lagrange-Multiplikatoren setzen wir ${\vec {a}}={\vec {a}}_{c}+{\vec {a}}_{Z}+{\vec {a}}_{g}+\lambda {\vec {\nabla }}G$ komponentenweise in die zweite Ableitung ein und erhalten mit dem Energieerhaltungssatz zur Eliminierung der quadratischen Terme in den Geschwindigkeiten ${\dot {x}}^{2}+{\dot {y}}^{2}+{\dot {z}}^{2}=2{\frac {E}{m}}-2gz$ und für

$\lambda ={\frac {1}{2l^{2}}}\left[2{\frac {E}{m}}-2gz+2\Omega (sx{\dot {y}}-cx{\dot {z}}-sy{\dot {x}}+cz{\dot {x}})+r\Omega ^{2}c(sy+cz)\right]$

Man verzeihe mir zum Sparen erheblicher Schreibarbeit jetzt die eingeführte Näherung $z=0,{\dot {z}}=0$. Der einzige Term, bei dem das wirklich eine nicht nur absolut marginale Änderung ausmachen würde, ist der $-2\Omega c{\dot {z}}{\vec {e}}_{x}$-Term in der Corioliskraft, für alle anderen gilt das, was folgt auch ohne diese Einschränkung. Wir haben also

${\begin{pmatrix}{\ddot {x}}\\{\ddot {y}}\end{pmatrix}}=2\Omega s{\begin{pmatrix}0&1\\-1&0\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}{\dot {x}}\\{\dot {y}}\end{pmatrix}}+{\frac {2E}{ml^{2}}}{\begin{pmatrix}x\\y\end{pmatrix}}-r\Omega ^{2}cs{\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}+2\Omega s{\begin{pmatrix}-{\frac {xy}{l^{2}}}&{\frac {x^{2}}{l^{2}}}\\-{\frac {y^{2}}{l^{2}}}&{\frac {xy}{l^{2}}}\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}{\dot {x}}\\{\dot {y}}\end{pmatrix}}+r\Omega ^{2}cs{\begin{pmatrix}{\frac {xy}{l^{2}}}\\{\frac {y^{2}}{l^{2}}}\end{pmatrix}}$

Sodele, die ersten beiden Terme standen seit jeher im Artikel, der Term $r\Omega ^{2}cs$ kam von mir hinein für die explizite Zentrifugalkraft und der ganze Rest dahinter entstammt aus der Wechselwirkung mit dem Faden. Überall da stehen aber Terme ${\tfrac {xy}{l^{2}}}$ usw. auf, die aufgrund der Kleinwinkelnäherung allesamt fort müssen, um konsistent zu bleiben - die sind schließlich nur ${\mathcal {O}}(\theta ^{2})$. Was sehen wir also? Die Aussage von Gueziv, die Zentrifugalkraft hätte keine Auswirkung auf die Bewegung in der Ebene ist falsch, der Term muss a priori drinne bleiben, erst nach Lösung der Gleichungen fliegt er aufgrund des Verhältnis $(\Omega /\omega )^{2}$ raus.

Kommen wir jetzt zum $\omega _{0}$, das sich in der Form oben als ${\tfrac {2E}{ml^{2}}}$ ausdrückt - das ist eine Konstante der Bewegung und somit können wir das jederzeit als $\omega _{0}$ ausdrücken, auch ohne dass wir die genaue Form des $\omega _{0}$ kennen. Sicherlich ist $\omega _{0}\neq {\sqrt {g/l}}$, sondern durch die Trägheitskräfte modifziert. Kommen wir daher noch einmal auf ${\ddot {z}}$ zurück mit

${\ddot {z}}=-g+2\Omega c{\dot {x}}+r\Omega ^{2}c^{2}+{\frac {2Ez}{ml^{2}}}+\dots$

wobei die restlichen Zwangsbedingungen wieder aufgrund des $1/l^{2}$-Term vernachlässigt werden. Ich hatte im Artikel bereits die Größenordnungen abgeschätzt, dass die Coriolisbeschleunigung noch ein paar Nummern kleiner ist als die Zentrifugalbeschleunigung hier und wenn wir die mitnehmen würden, ginge auch die Lösbarkeit des Gleichungssystems vollständig drauf. Wir haben also in weiterhin sehr guter Näherung $\omega _{0}={\sqrt {g/l+r/l\Omega ^{2}c^{2}}}$ mit $g/l\sim 1/{\text{s}}^{2}$ und $r/l\Omega ^{2}\sim 10^{-3}$. Nach der Lösung der Gleichungen mit verschobener Frequenz jetzt doch noch einmal durch die Corioliskraft ergibt sich

$\omega ={\sqrt {g/l+r/l\Omega ^{2}c^{2}+\Omega ^{2}s^{2})}}$.

Das findet man so in ganz bestimmt keiner Quelle. Und warum nicht? Weil sich keiner die Mühe macht, das so aufzudröseln. Herrje.

@Debenben: Die Abschätzungen? pi mal Daumen natürlich, es sind Größenordnungen, um die es geht, da ist $\cos \varphi =1$, auch am Nordpol, solange es im Zähler steht und es macht keinen großen Unterschied, ob $l=10{\text{m}}$ oder $l=30{\text{m}}$, denn ein Faktor 3 ist schließlich auch nur eine etwas zu groß geratene Eins. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 19:18, 8. Mär. 2018 (CET)

@Alturand: Die Standard-Herleitung ohne Zentrifugalkraft steht wirklich in jedem Lehrbuch. Ins Blaue hinein sage ich einfach mal "Demtröder", ohne in ihn hinein geschaut zu haben. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 19:18, 8. Mär. 2018 (CET)

(Reingequetschter) Service: Wolfgang Demtröder: Experimentalphysik 1: Mechanik und Wärme. Springer Berlin Heidelberg, 15 November 2017, ISBN 978-3-662-54847-9, S. 87–. Kein Einstein (Diskussion) 21:08, 8. Mär. 2018 (CET)

Die Zentrifugalkraft ist hier so was von irrelevant, weil sie nämlich auch das ruhende Pendel um denselben Betrag verschiebt, also - wenn überhaupt groß genug, dann - nur in Bezug auf die mathematisch gewählten Koordinaten des Aufhängepunkts zu sehen wäre. Kein Wunder, dass das wohl nirgends sonst überhaupt der Erwähnung wert befunden wird.--Bleckneuhaus (Diskussion) 20:31, 8. Mär. 2018 (CET)

Hat überhaupt irgendwer behauptet, dass die Zentrifugalkraft eine Rolle spielt? Mir geht es nur darum, dass bei der Abschätzungen nicht dabei steht, dass $\cos \varphi =1$ sein soll. Sehe ich es richtig, dass für die Abschätzung der Corioliskraft dann $\sin \varphi =1$ gilt? Ich halte das für irreführend, weil die Corioliskraft um eine beliebige Größenordnung kleiner oder größer als die Zentrifugalkraft sein kann, je nachdem was man für ein $\varphi$ nimmt. Da müsste man zumindest schreiben, dass es Maximalwerte sind.--Debenben (Diskussion) 21:14, 8. Mär. 2018 (CET)

@Debenben: Äh Verzeihung, aber ist nicht gerade die Behauptung, man müsse die Zentrifugalkraft in Betracht ziehen, die Kernaussage von Gueziv und die Begründung für die QS hier gewesen? Im Übrigen gibt es nur genau einen Ausdruck, in dem ich Zentrifugal- und Corioliskraft gegeneinander abschätze, nämlich bei der Auswirkung auf ${\ddot {z}}$. Dort hat Coriolis einen $c$ stehen, während die Zentrifugalbeschleunigung einen $c^{2}$ stehen hat und ich behaupte, dass $g\gg a_{Z}\geq a_{C}$ ist. Das ist korrekt bis $\varphi >\arccos {\frac {\dot {x}}{r\Omega }}$. Bei einem 10 Meter langen Pendel mit 1 Meter maximaler Auslenkung haben wir ${\dot {x}}_{\text{max}}={\sqrt {\tfrac {g\Delta h}{2}}}=0{,}5{\text{m}}/{\text{s}}$ und $\cos \varphi <10^{-3}\Leftrightarrow \varphi >89{,}94^{\circ }$. Und in dem Regime von den verbleibenden 0,06° zum Nordpol sind beide Beiträge durch den Cosinus nochmal um mindestens eine Größenordnung 3 gegenüber der Gewichtskraft unterdrückt, dass es furchtbar egal ist, ob wir dort die Corioliskraft, die dann doch größer ist als die Zentrifugalkraft zusätzlich noch mitnehmen. Es sprichtt überhaupt nichts dagegen, sowohl cos als auch sin beides mit 1 abzuschätzen, solange einzig gezeigt werden soll, dass ihre Beiträge klein gegenüber einer Konstanten wie g sein soll. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 22:32, 8. Mär. 2018 (CET)

Die Diskussion ist jetzt völlig aus dem Ruder gelaufen. Was hier diskutiert wird, ist doch Quatsch und habe ich nie gemeint. Schaut euch doch bitte mal in Ruhe (!!) an, was bei Corioliskraft steht und welche Komponenten die Gesamtbeschleunigung hat. Dann schaut euch an, was ich in meinem Diskussionsbeitrag zum Foucaultsches Pendel vom 2. Januar 2018 geschrieben habe. Es ist auch sicher nicht falsch, sich meine Änderung zum Artikel (die angeblich so furchtbar falsch ist) mal ernsthaft anzuschauen. Das kann doch kein so gigantisches Problem sein!--Gueziv (Diskussion) 11:22, 9. Mär. 2018 (CET)

1. Ich hab mal meine Erle gefällt. 2. Ein paar Tippfehler in meiner Herleitung oben ausgebessert. Ich hoffe, das verstößt nicht gegen irgendwelche Diskussionsseiten-Konventionen, da sich auch niemand explizit auf diese Tippfehler bezogen hat. 3. Mir ist ziemlich egal, was du gemeint hast. Da oben steht eine von den grundlegenden Basics an durchgerechnete Herleitung der Formeln mit jedem noch so unbedeutend kleinen vernachlässigbaren Term exakt so, wie sie im Artikel stehen. Wenn du meinst, sie ist falsch, dann widerlege sie und bezeichne sie nicht als "Quatsch". Eventuell zu sagen, dass ich noch irgendwo einmal x und y vertauscht hätte, ist übrigens keine Widerlegung, sondern Rabulistik. Im Umkehrschluss bedeutet das, jede Herleitung, die nicht auf dasselbe Ergebnis führt, ist falsch. Daran ändert nicht, ob sie mir angesehen habe oder nicht. Das ist in Bezug auf basic facts nicht borniert, das ist ökonomisch. 4. Die Schlussfolgerungen, die der Artikel zieht, sind tatsächlich nicht ganz ausgefeilt. Ich arbeite daran. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 12:06, 9. Mär. 2018 (CET)

Da sich inzwischen mehr Leute an der Diskussion beteiligen, möchte ich noch einmal erklären, um was es (mir) geht. Wir müssen in der Physik die komplexe Wirklichkeit auf das Wesentliche reduzieren. Wir betrachten die Erdoberfläche also als flache Scheibe, die sich mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht. Auf diese Scheibe stellen wir nun das Pendel. Obwohl sich die Scheibe dreht, dreht sich die Schwingungsebene des Pendels nicht. Das Pendel nimmt sozusagen gar keine Notiz von der Scheibendrehung. Warum sollte das Pendel jetzt schneller schwingen? Im Artikel steht sinngemäß: Die Pendelfrequenz beträgt ω = Wurzel(ω₀² + Ω²). Richtig wäre: ω = ω₀. Da sich die falsche Frequenz aber aus der Rechnung ergibt (die übrigens richtig ist), muss der Ansatz falsch sein. Den richtigen Ansatz habe ich im Diskussionsbeitrag von 2. Januar geschrieben. Damit das für die Leser nachvollziehbar wird, habe ich die Artikeländerung verfasst. Die Absicht war gut. Aber wie das halt so ist: Gut gemeint ...--Gueziv (Diskussion) 13:57, 9. Mär. 2018 (CET)

Das ist richtig, aber im Artikel wird die Erde als Kugel und nicht als Scheibe betrachtet. Das würde ich als den "richtigen" Ansatz betrachten, weil es das einfachste Modell ist mit dem man das tatsächliche Verhalten erklären lässt. Die Erde als Scheibe kann eine zusätzliche Erklärung sein, mit dem wesentlichen Unterschied, dass bei einer Scheibe sich die Schwingungsebene des Pendels überall gleich schnell dreht.--Debenben (Diskussion) 14:29, 9. Mär. 2018 (CET)

"Nehmen wir an, die Kuh ist punkförmig und befinde sich im Vakuum". Da haben wir doch den Fehler. Bei einer Erdscheibe ist ${\vec {e}}_{z}={\vec {\Omega }}$ und ganz offensichtlich sowohl $({\vec {\Omega }}\times {\vec {v}})\cdot {\vec {\Omega }}=({\vec {\Omega }}\times ({\vec {r}}\times {\vec {\Omega }}))\cdot {\vec {\Omega }}=0$ ohne Modifikation von ${\vec {a}}\cdot {\vec {e}}_{z}=g$. Wie bezeichnet man eigentlich die Drehung beim Pendel? Ich habe es mal Drehung der Periapsis genannt in Anlehnung an den Merkur, aber es gibt bestimmt einen besseren Ausdruck, da Periapsis für die Astronomie reserviert scheint. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 14:58, 9. Mär. 2018 (CET)

Ich möchte noch einmal auf meine ursprünglichen Bedenken (die auch von Alturand geäußert wurden) zurückkommen: Auf welchen wissenschaftlichen Grundlagen basiert das Ganze? Ich lese hier Formulierungen wie "das ist nicht plausibel", "stelle dir vor," "vermutlich völlig untergeordnet", "vermutlich schon größer", "das ist trivial, dafür braucht es keine Quellen", "und jetzt schauen wir, welche Kräfte am Werk sind", "wenn wir die mitnehmen würden, ginge auch die Lösbarkeit des Gleichungssystems vollständig drauf", "das findet man so in ganz bestimmt keiner Quelle ... weil sich keiner die Mühe macht, das so aufzudröseln", "in meiner Herleitung", "Das würde ich als den „richtigen“ Ansatz betrachten", "Ich habe es mal Drehung der Periapsis genannt". Mehrere Autoren geben unterschiedliche Herleitungsmöglichkeiten, das ist aber "original resaerch" bzw. "Theoriefindung", aber das wollen wir ja nicht. Also von eigenen Gedanken zurück zu richtigen Quellen. Oben wurde Demtröder angeboten, auf solchen Grundlagen sollte hier gearbeitet werden. -- Jesi (Diskussion) 15:37, 9. Mär. 2018 (CET)

Entschuldigung, Lagrange-Formalismus ist basics. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 15:49, 9. Mär. 2018 (CET)

Ich führe mal näher aus: Wenn Gueziv die Formeln angreift, so wie sie im Demtröder vermutlich hergeleitet werden, dann bringt es nichts, als Gegenbeweis laut "Demtröder" zu schreien, sondern dann muss man das halt von der Basis herauf darlegen und nicht verkürzt darstellen, wie es in jedem Übersichts-Buch nur geschehen kann - Demtröder hat ja nicht ein Buch über das foucaultsche Pendel geschrieben, sondern widmet dem vermutlich weniger als eine Seite. Ich gehe mal davon aus (ja, wieder so ein Satz), alle, die wir uns hier Physiker schimpfen, können noch ein bisschen klassische Mechanik, dass wir für so Sachen wie "F = m a" nicht ins Antiquariat müssen, um es mit Newtons Original zu belegen. Im Übrigen habe ich nicht vor, das so auch in den Artikel zu übernehmen - wer interessiert sich schon für holonome Zwangsbedingungen, deren Terme sowieso vernachlässigbar klein sind, wenn er "Foucaultsches Pendel" aufschlägt. Und ja, ich verteidige meine Aussage "und dann schauen wir mal, welche Kräfte am Werk sind". Wenn ich einen Fehler bei meiner Aufzählung gemacht habe, kannst du ihn mir gerne vorlegen und nicht pauschal ablehnen, weil dir mein Duktus nicht gefällt. Im Übrigen schreibe ich nicht ab, wenn ich hier schreibe, sondern formuliere selbst und wenn mir kein besserer Begriff als Periapsis einfällt, dann kannst du selbst gerne auf die Suche gehen oder die Klappe halten. Mfg. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 16:02, 9. Mär. 2018 (CET)

<quetsch>Ich hab meine grundsätzlichen Bedenken geäußert über die hier dargelegten Herleitungen, die (mehr oder weniger) persönlichen Anschein haben und dabei – ohne Ansehen der Person – einige Zitate angegeben, die diese Bedenken unterstreichen. "Die Klappe halten" muss ich deswegen aber nicht. -- Jesi (Diskussion) 18:36, 9. Mär. 2018 (CET)</quetsch>

Ja dann würde ich erst einmal überprüfen, ob es eine Privattheorie ist oder ob das, was jemand sagt, auf soliden Beinen steht. In Sachen klassischer Mechanik ist das verdammt einfach (jetzt lassen wir die irrsinnige Corioliskraft-Diskussion außen vor). Und zu einer Herleitung, die exakt die Ergebnisse reproduziert, die wirklich überall stehen, zu sagen, sie macht einen "persönlichen Anschein", schaut nach "Theoriefindung" aus, ist die Höhe. Und frei nach Wittgenstein: "Wie hätte es denn ausgesehen, wenn es so ausgesehen hätte, als würde meine Herleitung richtig sein?" Glaubst du wirklich, dass es irgendein Problem hinter Zweikörper-Kepler und Harmonischer Oszillator gibt, das exakt lösbar ist? Ja, wir Physiker sind dumme Menschen, bauen uns Modelle von der Wirklichkeit und vernachlässigen hier und da einen Term, den wir vorher gegenüber bedeutenderen abgeschätzt haben. Da ist dann irgendwann auch mal Verstand gefragt. Ja, ich stimme wer es auch immer hier behauptet hat zu, dass das Knallen von Foucaults Kellertüre einen größeren Einfluss auf die Frequenz vom Pendel gehabt haben wird als die Corioliskraft, auch wenn er nicht vorher exakt den Einfluss der Kellertür berechnet hat. Darum wird das Ergebnis aber noch lange nicht "persönliche Ansicht" oder so falsch, dass es nicht mehr nütze wäre. Und nur, weil mir kein besseres Wort einfällt, um etwas, das wirklich passiert, zu benennen, heißt das noch lange nicht, dass ich hier "original research" betreibe, weil jemand daherkommt und einfach behaupt, das würde gar nicht stimmen. Und ja, ich finde es eine absolute Frechheit, jemandem aufgrund seines Schreibstils die Qualifikation abzusprechen oder eine Sache ins Zwielicht zu ziehen, nur weil der Autor selbst äußerst, er finde kein besseres Wort dafür. Darüber hinaus, wenn wir hier alle Artikel auf das reduzieren würden, was exakt so im Lehrbuch steht, käme morgen der Aufschrei, dass das doch kein Schwein versteht. Verständlicherweise. Das ist Fachsprech für angehende Fachleute und entsprechend kurz gehalten. Ich habe mir den Demtröder angeschaut, von wegen eine Seite. Weniger als 10 Zeilen auf einer halben Textseite. Also müssen wir uns die Zwischenschritte wohl oder übel selber zusammenmirakulieren und können, ja mein Gott, nicht jede triviale Termumformung mit Quellen belegen. Und wer einem verständnisfördernden Zwischenschritt nicht traut, muss das - und das widerspricht absolut WP:Q - glaubhaft widerlegen. Mathe ist Mathe, nicht Glaubenssache. Das Ergebnis im Pendel-Artikel ist belegt, die grundsätzlichen Annahmen sind belegt. Aussagen wie "aber wenn ich von meinem Modell annehme, die Erde ist eine Scheibe" fallen unter Theoriefindung. Aussagen wie "Die Erde ist eine Kugel und folgende Kräfte wirken" nicht. Und damit ist das hier durch. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 19:55, 9. Mär. 2018 (CET)

Erg. @Blaues-Monsterle: Ich habe niemandem eine Qualifikation abgesprochen, aber darauf hingewiesen, dass – auch erkennbar an den gewählten Worten – hier offenbar persönliche Ausarbeitungen vorliegen. Und Fakt ist: Es gibt hier mehrere Herleitungsversuche, von denen jeder Autor für sich in Anspruch nuimmt, dass er richtig ist. Aber das kann ja kaum sein, und es werden auch Herleitungen anderer für falsch/unkorrekt/unvollständig u.ä. befunden. Und weiter unten kommen ja weitere Vorschläge zur Einbeziehung von Fachliteratur. -- Jesi (Diskussion) 16:06, 10. Mär. 2018 (CET)

@Jesi: Es liegt hier genau eine Ausarbeitung vor, die die Annahmen aus der Literatur korrekt widergibt und eine, die die Erde als Scheibe darstellt. Der Vollständigkeit halber. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 22:25, 14. Mär. 2018 (CET)

Ich zitiere Fießbach, dazu noch eine Anmerkung dass Fießbach den Polarwinkel zwischen 0 und 2pi vom Nordpol aus laufen lässt und daher sin/cos und evtl. ein paar Vorzeichen und evtl. x/y vertauscht werden müssen: „Dies bedeutet eine Beschleunigung ${\ddot {d}}$, die zur Erdachse hin gerichtet ist und die den Betrag $\omega ^{2}R\sin \theta$ hat:

${\ddot {\vec {d}}}(t)=-\omega ^{2}R\sin \theta ({\vec {e}}_{x}'\cos \theta +{\vec {e}}_{z}'\sin \theta )$

Zusätzlich zu dieser Kreisbewegung dreht sich KS' um eine Achse parallel zu ${\vec {\omega }}$. [...] Die Kombination der auftretenden Trägheitkräfte ergibt

$m{\ddot {\vec {r}}}'={\vec {F}}'+m{\vec {g}}_{s}-m{\ddot {\vec {d}}}-2m({\vec {\omega }}\times {\dot {\vec {r}}}')-m{\vec {\omega }}\times ({\vec {\omega }}\times {\vec {r}}')$

Die Nicht-Trägheitskräfte bestehen aus der Schwerkraft $m{\vec {g}}_{s}$ und sonstigen Kräften ${\vec {F}}'$. Die Bewegung von KS' wurde aufteteilt in eine Kreisbewegung des Ursprungs plus einer Drehung. Dadurch wurde die Zentrifugalkraft in die Terme $-m{\ddot {\vec {d}}}$ und [...] aufgeteilt. Für lokale Vorgänge (in der Näher des Ursprungs von KS') ist der zweite Term dann relativ klein. [...] Die resultierende Kraft steht daher senkrecht zur Oberfläche:

${\vec {g}}_{s}-{\ddot {\vec {d}}}\approx -g{\vec {e}}'_{z}$

Hierbei ist g die effektive (breitenabhängige Erbeschleunigung) [...] Die Zentrifugalkraft aufgrund der Erdrotation führt zu den Beiträgen [...] Der erste Beitrag wird in die effektive Erdbeschleunigung absorbiert [...] Der zweite Beitrag kann wegen der relativ kleinen Winkelgeschwindigkeit [...] gegenüber der Corioliskraft [...] vernachlässigt werden.“
Was haben wir also? Erstens, die Geschichte mit der modifizierten Erdbeschleunigung steht bei Fließbach drin. Das hat aber nichts mit dem Pendel an sich zu tun, jemand der einfach nur daneben steht, merkt die auch modifiziert. Aber schön, dass ich das in den Artikel noch reingeschrieben habe. Zweitens, Fließbach vernachlässigt auch hier diesen und dort jenen Term, weil er halt einfach unbedeutend klein ist. Und jetzt kommt das eigentlich Pendel:
„Mit den angegebenen Näherungen wird [...]

$m{\ddot {\vec {r}}}'={\vec {F}}'-mg{\vec {e}}_{z}'-2m({\vec {\omega }}\times {\dot {\vec {r}}}'$

Dabei ist ${\vec {\omega }}=[\dots ]=\omega (\cos \theta {\vec {e}}_{z}'-\sin \theta {\vec {e}}_{x}')$. [...]“
Lösen tut Fließbach die Gleichungen freilich auch nicht. Er sagt nur
„Am Beispiel des Foucaultschen Pendels wird auch klar, dass die Beschreibung der Bewegung im beschleunigten System komplizierter ist.“
Frei nach dem Motto „und das rechnen wir in einer Übung“. Zur Bestimmung der F' durch den Lagrange-Formalismus kann Fließbach zu dem Zeitpunkt noch nicht kommen, die gibts schließlich erst im darauffolgenden Kapitel. Habe die Ehre, --Blaues-Monsterle (Diskussion) 16:52, 9. Mär. 2018 (CET)

Ich gebe zu bedenken: Wenn wir das Foucaultpendel um so vieles detaillierter behandeln wollen als in jedem (mir aus der Erinnerung bekannten) Lehrbuch, dann muss es noch etwas sorgfältiger werden:

1. Dass die z-Achse die Richtung der Schwerkraft angibt (bitte dort nachlesen), gilt nur in der Näherung, dass die Erde kugelförmig ist und sich nicht dreht (und die ART ausgespart bleibt) .
2. g beinhaltet lt. Definition die Wirkungen der Zentrifugalkraft. Für den nur gravitativen Anteil müsste man ein eigenes Symbol reservieren, um - wie behauptet - die Trägheitskräfte richtig behandeln zu können.
3. Die Rotationsfrequenz ist 2pi/Sterntag

Alternative: so oberflächlich bleiben wie die Standardlehrbücher, aber die Vernachlässigungen wenigstens erwähnen, um sie als vernachlässigbar bezeichnen zu können. --Bleckneuhaus (Diskussion) 21:44, 9. Mär. 2018 (CET)

Ein Literaturhinweis: In "Theoretische Mechanik" von A. Budó, VEB Verlag Berlin 1967, 4 Auflage, findet sich im § 25 "Der Foucaultsche Pendelversuch" auf Seite 122 eine 4 seitige ausführliche Darstellung, die mir beim ersten Überfliegen recht lesbar erscheint. Außerdem gibt es hier wohl die thesis von Kamerlingh Omnes zum Thema (der Titel "Nieuwe Bewijzen voor de aswenteling der aarde." bedeutet wohl: "Neue Beweise für die Achsdrehung der Erde"), leider kann ich kein Niederländisch. Vielleicht hilft euch Faucoult-Pendel-Fans ja diese Literatur weiter. ArchibaldWagner (Diskussion) 22:33, 9. Mär. 2018 (CET)

Ich denke, ART-Effekte sind noch ein paar Größenordnungen kleiner als alles, was wir hier bisher betrachten. Ich weiß nicht, wie g genau definiert ist, ob mit oder ohne Zentrifugalkraft eingerechnet. Fließbach erwähnt die Korrektur explizit. Fakt ist jedenfalls, da hat Gueziv schon in gewisser Weise recht, die Coriolis-Korrektur zur Pendelfrequenz ist absolut vernachlässigbar. Man muss darüber hinaus aber auch mal beachten, in welchen Zusammenhängen die "kleinen" Größen vernachlässigt werden. In der Frequenz des Pendels? Problemlos, weg damit, fliegt gegen g/l raus. Im Offset der Ruhelage? Weg damit, interessiert keinen. In der Gleichung für die radiale Komponente? Bedeutsam, daran erkennt man nämlich das andauernde "Vorbeischlittern" an der Nulllage. Und bei der Periapsis-Drehung wird schließlich auch jetzt schon in ${\mathcal {O}}(\Omega /\omega )$ getaylort, was nur irgend geht. Solange $\omega$ immer nur so da steht, ist egal, ob es sich um einen Sterntag oder Sonnentag handelt. Das mit der Abplattung der Erde ist übrigens kein Argument, denn z ist die radiale Richtung, in die g zu zeigen hat und x sowie y sind orthogonal dazu definiert und aufgrund der Abplattung weiterhin tangential zum Boden. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 23:08, 9. Mär. 2018 (CET)

Mein Vorschlag: zurück zur Version ohne Zentrifugalkraft etc (etwa wie [1]), und die hier so dediziert diskutierten Fragen mit ein paar Sätzen dahingehend ansprechen, dass (und warum) sie das Ergebnis praktisch nicht beeinflussen (natürlich ohne Erwähnung der ART, war eher ein Witz). Denn es gibt ja ein paar Genauigkeitsfanatiker unter den Lesern, die sich diese Fragen auch immer mal wieder stellen mögen. Bevor hierzu ein Formulierungsvorschlag von mir kommt, möchte ich aber den Budó lesen, den hab ich zu Hause und da bin ich erst Ende der Woche. Vielleicht übernimmt ja jemand anders. - Für einen leichteren Zugang nicht hilfreich halte ich auf jeden Fall Guezivs Erklärung mit der Näherung der Erdorbefläche durch eine in sich drehende Ebene. Für Ort außerhalb der Pole wird doch jede/r OMA sofort daran denken, dass diese Ebene mit der Erddrehung herumgeschwenkt wird, und sich fragen, warum diese Komponente der Winkelgeschwindigkeit unerheblich sein soll. --Bleckneuhaus (Diskussion) 10:26, 10. Mär. 2018 (CET)

@Gueziv:, @Bleckneuhaus:, @Blaues-Monsterle: Zur Erdbeschleunigung g: die Zentrifugalkraft ist tatsächlich schon in g berücksichtigt. Ihre Richtung an den meisten Stellen der Erdoberfläche zeigt daher nicht zu dem Erdmittelpunkt, aber sie ist senkrecht zur Oberfläche des Geoid, siehe hierzu auch den §24 (Bewegungen auf der rotierenden Erde) S 119 im Budó "Klassiche Mechanik". Die Anmerkung zur Zentrifugalbeschleunigung ist daher im Lemma falsch und gehört entfernt, hiermit stimme ich "Blaues-Monsterle" zu. Auch ist die Frequenz für die Corioliskraft falsch, denn sie muss gegenüber einem Sterntag (einem Inertialsystem) gebildet werden. Der Unterschied spielt numerisch wohl kaum eine Rolle. Budó gibt an $\Omega =2\pi /{(86164s)}=7{,}29\cdot 10^{-5}\,{\text{Hz}}$. ArchibaldWagner (Diskussion) 12:13, 10. Mär. 2018 (CET)

Ich schlage vor, alles mit der Zentrifugalkraft aus dem Artikel rauszuwerfen und nur zu erwähnen, dass die Korrektur der Schwingfrequenz des Pendels durch die Corioliskraft (fast überall) einen erheblich geringeren Einfluss als die Korrektur durch die Zentrifugalkraft hat. Ja, in der Zentrifugalkraft steht hier ein cos, während in der Corioliskraft ein sin steht. Und bei realistischen Pendellängen ist "fast überall" immer noch weit über 89° hinaus. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 22:25, 14. Mär. 2018 (CET)

Dafür bin ich auch - siehe oben 10:26, 10. Mär. 2018 . Danke für die interessante Diskussion eines uninteressanten Effekts. --Bleckneuhaus (Diskussion) 01:44, 15. Mär. 2018 (CET)

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Hier stand dereinst ein "Erledigt-Baustein", gesetzt vom blauen Monsterle am 15. März um 19:27 --Debenben (Diskussion) 21:46, 17. Mär. 2018 (CET)

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Nachdem sich das von Bleckneuhaus vorgebrachte Argument mit der Zentrifugalkraft als unhaltbar erwiesen hat, sind wir wieder genau dort, wo wir am Anfang waren. Ich wiederhole deshalb meine Eingabe:
Foucaultsches Pendel: In dem Unterabschnitt "Berechnung" wird behauptet, die Pendelfrequenz hänge von der Rotationsgeschwindigkeit der Erde ab. Das ist nicht plausibel. Grund: In der Differentialgleichung wurde die Zentripetalbeschleunigung vergessen (siehe auch Coriolisbeschleunigung). Abgesehen von dem Fehler leistet der Abschnitt keinen erkennbaren Beitrag zum Thema. Eine von mir erstellte Änderung wurde bereits nach 30 Minuten zurückgesetzt.
Um Missverständnisse auszuräumen: In meiner Eingabe ist auch von einer Zentripetalbeschleunigung die Rede. Hiermit ist aber die Zentripetalbeschleunigung gemeint, die durch die Pendeldrehung entsteht. Da sich das Pendel absolut nicht dreht, handelt es sich hier um eine Relativbeschleunigung ohne Kraftwirkung.
Ich hoffe immer noch, dass sich mal jemand zu Wort meldet, der sich mit dem Thema auskennt!--Gueziv (Diskussion) 11:44, 16. Mär. 2018 (CET)

Macht es dir eigentlich eine klammheimliche Freude, dich immer genau dann wieder zu Wort zu melden, wenn ich einen Erledigt-Baustein gesetzt habe? Wiederholung macht es nicht besser, die korrekte Herleitung von mir steht immer noch oben bis ins kleinste Detail ausgeführt und daher gibt es keine weitere inhaltliche Stellungnahme. Ende. Set ignore true. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 11:54, 16. Mär. 2018 (CET)

Nein. Die Freude, die es ihm macht, ist nicht klammheimlich. --Blauer elephant (Diskussion) 12:47, 16. Mär. 2018 (CET)

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Hier stand dereinst ein "Erledigt-Baustein", gesetzt von blauer elephant am 16. März um 12:47 --Debenben (Diskussion) 20:56, 17. Mär. 2018 (CET)

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@Gueziv, Blaues-Monsterle, Bleckneuhaus: Ich habe noch mal die ganze Diskussion auf der Artikeldisk durchzulesen und glaube verstanden zu haben, was Gueziv meint: Er möchte bei der Berechnung der Zentrifugalkraft den Ort nicht mit

${\vec {r}}={\begin{pmatrix}0\\0\\r\end{pmatrix}}$ approximieren, sondern genauer als ${\vec {r}}={\begin{pmatrix}x\\y\\r\end{pmatrix}}$.

Die zusätzlichen Terme mit $x$ und $y$ sehen im Vergleich mit $r$ zwar verachlässigbar aus, aber verändern das Potential. Dann erhält man nämlich für die Zentrifugalbeschleunigung

${\vec {\Omega }}\times ({\vec {\Omega }}\times {\vec {r}})=\Omega ^{2}{\begin{pmatrix}x\\y\sin ^{2}\varphi -r\sin \varphi \cos \varphi \\-y\sin \varphi \cos \varphi +r\cos ^{2}\varphi \end{pmatrix}}$

und bei der Bewegungsgleichung in der x-y-Ebene zusätzlich den Term $\textstyle +\Omega ^{2}{\begin{pmatrix}x\\y\sin ^{2}\varphi \end{pmatrix}}$. Für $\sin \varphi =1$, also wenn das Pendel auf dem Nordpol steht, kann man den Term einfach in ein ${\tilde {\omega }}_{0}^{2}:=\omega _{0}^{2}-\Omega ^{2}$ absorbieren, sodass dann $\textstyle \omega ={\sqrt {{\tilde {\omega }}_{0}^{2}+\Omega ^{2}}}=\omega _{0}$ gilt und man die gleiche Frequenz im nicht-rotierenden Bezugssystem bekommt.

Entschuldigung, dass ich die Diskussion dafür jetzt noch mal auf unerledigt gesetzt habe, zumal obige Berechnung prinzipiell völlig korrekt ist und sich darauf geeinigt wurde die Zentrifugalkraft im Artikel sowiso nicht so ausführlich zu behandeln. Vielleicht hilft diese noch genauere Betrachtung ja, es insgesamt noch anschaulicher zu formulieren.--Debenben (Diskussion) 20:56, 17. Mär. 2018 (CET)

Ja interessant ist das aus Prinzip schon, dass sich das Pendel an den Polen sozugagen wie in einem Intertialsystem verhält - was ja auch anschaulich einleuchtet. Obwohl, soweit ich mich erinnere, auch im Budó Klassisch Mechanik Terme $\Omega ^{2}$ immer gleich vernachlässigt werden, weil die ja nun wirklich klein sind. ArchibaldWagner (Diskussion) 21:48, 17. Mär. 2018 (CET)

@Debenben: Nein, das ist inkonsistent. Erstens muss ich berücksichtigen, dass ich am Pol einen Pol habe (höhö) und mir mein Koordinatensystem anders definieren - die x-Achse kann schließlich nicht in Richtung nördlich des Nordpols zeigen und gleich in Polarkoordinaten rechnen. Dann gibt es auch keine x-y-Asymmetrie mehr wie in deinen Gleichungen. Zweitens, wenn ich schon so kleine Korrekturen mitnehme, sollte nicht vergessen werden, dass $\sin \varphi =\sin \varphi (x,y)\neq {\text{const.}}$ ist. Und für den letzten Kommentar renne ich ganz schnell aus der Schussbahn wütender Physik-Redaktoren. Können wir den Unsinn bitte endlich ruhen lassen und diesmal jemand anders einen Erledigt-Baustein setzen? --Blaues-Monsterle (Diskussion) 21:39, 18. Mär. 2018 (CET)

Mach ich doch gerne :) Die ursprüngliche Frage wurde m.E. bereits spätestens am 8.3. beantwortet. --Dogbert66 (Diskussion) 15:15, 20. Mär. 2018 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: Dogbert66 (Diskussion) 15:15, 20. Mär. 2018 (CET)

Schwerelosigkeit

Hoffe, dass meine Anfrage hier richtig ist: Ich habe keinen QS-Baustein im Artikel gesetzt, weil es eigentlich nur um einen einzelnen Abschnitt geht:

Obwohl in der Höhe, in der sich eine Raumstation üblicherweise befindet, noch etwa 90 % der Erdschwerkraft wirken, wird diese für die Astronauten nicht spürbar. Denn ihr wirkt die durch die große Umlaufgeschwindigkeit hervorgerufene Zentrifugalkraft entgegen. Es gilt also γMm/r2 = v2/r. Beispielweise muss daher eine Raumstation, die ca. 700 km über Meeresniveau die Erde umkreist, eine Bahngeschwindigkeit von ungefähr 28.000 km/h haben.

Ist das korrekt? Bin Physik-Laie, aber die Aussage, dass Schwerelosigkeit in der Erdumlaufbahn durch ein Gleichgewicht aus Gravitation und Zentrifugalkraft entsteht, kommt etwas komisch vor, doch leider fehlt mir das Wissen, um den Artikel zu verbessern. (Falls es denn wirklich falsch sein sollte.) --Baumi (Diskussion) 16:06, 26. Mär. 2018 (CEST)

Vom Standpunkt des Inertialsystems "Erde" ist die Raumstation ein frei fallendes Objekt, sodass für jeden, der in diesem beschleunigten System ist, keine Kraft zu spüren ist (wie im Frei-fallender-Aufzug-Gedankenexperiment). Vom Standpunkt des Nichtinertialsystems "Raumstation" wirkt die Fliehkraft durch die Kreisbahn der Gravitation als Zentripetalkraft entgegen, sodass Beschreibungen in beiden Bezugssystemen dasselbe physikalische Resultat erhalten. Von daher ist die Aussage korrekt. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 16:46, 26. Mär. 2018 (CEST)

Da du vermutlich auf die ungesichtete Änderung anspielst, nehme ich mich derer einfach mal an. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 16:49, 26. Mär. 2018 (CEST)

Danke! --Baumi (Diskussion) 20:46, 26. Mär. 2018 (CEST)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: Baumi (Diskussion)|--Baumi (Diskussion) 20:46, 26. Mär. 2018 (CEST)

Protonierter Wasserstoff

Könntet ihr bitte mal über diesen Artikel drüberschauen (Diskussion dazu auch hier: Wikipedia:Redaktion_Chemie#Photoelektrochemische_Prozesse) - ich vermag nicht zu beurteilen, ob Vorlage:Infobox Teilchen angebracht wäre und sicherlich gäbe es auch treffendere Kategorien.--Mabschaaf 10:34, 31. Mär. 2018 (CEST)

Die Infobox Teilchen ist bei Molekülen nicht wirklich passend. ---<)kmk(>- (Diskussion) 13:37, 7. Apr. 2018 (CEST)

Ich hätte auch gesagt: Alles was Elektronen hat ist ein Molekül und da ist die Infobox Teilchen unpassend. Beim drüberlesen habe ich auch nichts gefunden was zu beanstanden wäre, daher würde ich sagen: Danke für den Artikel, kein QS-Problem vorhanden.--Debenben (Diskussion) 16:55, 8. Apr. 2018 (CEST)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Debenben (Diskussion) 16:55, 8. Apr. 2018 (CEST)

P-Delta-Effekt

Da fehlt mir zumindest Allgemeinverständlichkeit in der Einleitung, und ein paar mehr Quellen.--Alturand (Diskussion) 08:51, 18. Mär. 2018 (CET)

Der Urheber ist Student des Bauingenieurwesens an der TU München und hat als Illustration (auch in die engl. wiki) eine Abbildung aus dem Skript seines Profs Kai-Uwe Bletzinger gesetzt (das er naiverweise gleich noch in commons als Quelle angegeben hat), der sollte sich erstmal darum kümmern dass die nicht wie angekündigt gleich wieder gelöscht wird. Seine Erläuterungen stützten sich stark darauf. Sehe hier übrigens in erster Linie das Portal Bauingenieurwesen als zuständig an.--Claude J (Diskussion) 09:44, 18. Mär. 2018 (CET)

Zuerst muss ich sagen, ich hab noch nie vom P-Delta-Effekt gehört gehabt, da ich in der Theorie II.Ordnung nur "exakt"<--! zumindest exakter als nur den P-Delta-Effekt zu berücksichtigen --> mit der tatsächlichen verformten Lage rechne.

„Wie deutlich in nebenstehender Grafik zu sehen ist, ist der $P-\Delta -{\text{Effekt}}$ neben dem Momentenanteil ($P\cdot e$) aus Theorie I. Ordnung der größte Anteil des Momentenverlaufs und darf somit bei druckbeanspruchten Tragwerken nie vernachlässigt werden.“

– P-Delta-Effekt (Von User:ChrisCivilEngineer) bevor ich es verunstaltet habe

@ChrisCivilEngineer: Bei dem Eulerfall2 ist doch der $P-\Delta -{\text{Effekt}}$ gleich Null, den darf man nicht vernachlässigen?  — Johannes Kalliauer - Diskussion | Beiträge 18:55, 18. Mär. 2018 (CET)

@Claude J: Das Bildproblem habe ich mit "unter der Schöpfungshöhe#Technisch-wissenschaftliche_Darstellungen" gelöst und als SVG hochgeladen. Das Architekturportal ist für mich eher ein Künstler&Geschichtsportal als ein technisches Portal, da würde ich eher das Portal für Technische Mechanik fragen.  — Johannes Kalliauer - Diskussion | Beiträge 19:05, 18. Mär. 2018 (CET)

Ich habe das Portal:Bauingenieurwesen mal angepingt. Das ist allerdings eine WL nach Portal:Architektur_und_Bauwesen--Alturand (Diskussion) 19:10, 18. Mär. 2018 (CET)

Man findet da natürlich schon was zu im Web (z.B. hier), häufig in Zusammenhang mit Entwurf hoher Gebäude mit seitlichen Verschiebungen durch Wind, Erdbeben etc. bei gleichzeitigen hohen Axiallasten. Danach ist es ein Effekt 2. Ordnung und wird auch als Geometrische Nichtlinearität bezeichnet. Dazu gibt es übrigens hier den Artikel Geometrische Linearisierung, vielleicht sollte man dessen Autor Alva2004 fragen.--Claude J (Diskussion) 20:03, 18. Mär. 2018 (CET)

@Alva2004: Finde ich eine gute Idee. Kein Einstein (Diskussion) 21:20, 18. Mär. 2018 (CET)

Jepp, das ist eindeutig ein geometrisch nichtlinearer Effekt. Wenn ich im Internet nach P-Delta-Effekt suche, komme ich ausschließlich auf englischsprachige Seiten. Ist das also überhaupt in der deutschen Wikipedia relevant? Dass ich davon als Maschinenbauer noch nichts gehört habe, muss nicht viel heißen, denn ich kenne auch eher den Begriff geometrische Nichtlinearität als Theorie 2. Ordnung. --Alva2004 (Diskussion) 10:35, 19. Mär. 2018 (CET)

Ich hab in den Normen nachgeschaut und das wichtigste in Benutzer:JoKalliauer/Artikelentwurf/Stabilitätsgefährdung zusammengefasst, aber ich konnte keine Norm finden die explizit erlaubt, dass wenn man nach Theorie 2.Ordnung rechnen muss, dann nach P-Delta-Effekt rechnen darf, damit wird kein Ziviltechniker davon abweichen was in der Norm geregelt ist, sofern nicht wissenschaftliche Literatur gibt die nachweißt, dass man nur den P-Delta-Effekt in der Theorie II. Ordnung berücksichtigen muss. Insofern fehlt mir zumindest eine nicht UNI-Quelle (Buch oder wissenschaftlicher begutachteter Artikel).

Der P-Delta-Effekt ist für mich nur eine anschauliche, aber vereinfachte, Darstellung der Theorie II. Ordnung (vermutlich deshalb an der TUM vorgetragen), wird aber meines Wissens in der Praxis nicht eingesetzt.

 — Johannes Kalliauer - Diskussion | Beiträge 18:02, 25. Mär. 2018 (CEST)

Ich habe gerade noch zwei Quellen gefunden, die zumindest das Lemma belegen. Mir scheint, dass es eine bestimmte Gruppe von Effekten aus der Theorie zweiter Ordnung ist. -- Alturand (Diskussion) 19:39, 25. Mär. 2018 (CEST)

@Alturand: Ja eh, aber aber wie bereits gesagt, wenn man einen Eulerfall 2 betrachtet (beidseits unverschieblich gelagert) ist Delta=0 und somit der P-delta-Effekt gleich Null. Auch wenn man einen Eulerfall2 in zwei Eulerfälle 1 teilen kann, bin ich der Meinung dass das die Methode für statische Berechnungen in der Theorie II.Ordnung ungenügend ist und ich davon (außer für Erklärungzecken der Theorie II.Ordnung) gänzlich abgehen würde. Ich kenne keine Norm die erlaubt in der Theorie II.Ordnung nur den P-delta-Effekt hineinzunehmen (wenn Theorie II.Ordnung verlangt ist), insofern ist es ohnehin in der Praxis nicht erlaubt. (Und in der Wissenschaft sollte man meiner Meinung nach gleich richtig nach Theorie II.Ordnung rechnen.)  — Johannes Kalliauer - Diskussion | Beiträge 16:38, 29. Mär. 2018 (CEST)

Ich kenne mich in der Materie nicht aus. Ich habe lediglich versucht, das, was ich gelesne habe, so umzuformulieren, so dass auch ich es beim ersten Lesen verstehe. Ich lese Dein Argument, und verstehe Dein Problem nicht: für mich ist nach Lektüre des Textes und der Grafik der P-D-E die Menge von Termen, die in der T-II-O von beidem, Last und Stabendverschiebung, abhängen. Beim Eulerfall 2 gibt es offensichtlich (in erster Näherung) keinen P-D-E, wie Du sagst, weil es keine Stabendverschiebung gibt. Habe ich das irgendwo behauptet? Was ich den Publikationen entnehme, sagt aber, dass man ggf. die Säule auch durch 2 aufeinandergestapelte ersetzen muss, und dann wird die Stabmitte zum Ende und die P-D-Analyse liefert dann Momente. Wie gesagt, ich rede von Dingen, die ich nicht verstehe, versuche bloss eine plausible und konsistente Vorstellung zu entwickeln.--Alturand (Diskussion) 19:20, 29. Mär. 2018 (CEST)

Immerhin haben einige Statikprogramme ihn aufgenommen, hier. Dort wird Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 1: Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für Hochbauten; EN 1998-1:2004/A1:2013 zitiert (das war wohl auch der Grund warum die Statikprogramme das aufnahmen). In diesem (pdf) Aufsatz aus Indien wird oben S. 92 auch explizit der National Building Code für Erdbeben in Indien zitiert, wo der P-Delta Effect explizit als Effekt 2. Ordnung aufgeführt ist.--Claude J (Diskussion) 20:40, 29. Mär. 2018 (CEST)

Ich sehe die QS als abgeschlossen, bis auch dass ich das Bild als uneindeutig/missverständlich sehe. Des weiteren werde ich ebendieses Bild ev. zum Löschen Vorschlagen müssen, da die Quelle eine Urheberrechtsverletzung war.  — Johannes Kalliauer - Diskussion | Beiträge 01:13, 17. Jun. 2018 (CEST)

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