Minkowski-Diagramm zweier Raketen
Achtung:
Dieses Arbeitsblatt ist sehr rechenintensiv. Deshalb hängt das Geogebra-Arbeitsblatt leider etwas. Ich muss mir noch etwas einfallen lassen, um das Arbeitsblatt effizienter zu machen. Bitte um Geduld.
Mit diesem Geogebra-Arbeitsblatt kann man sich den Flug zweier Raketen mit einstellbaren Geschwindigkeiten im Minkowski-Diagramm anschauen (sofern das Häkchen "relativistisch" aktiviert ist). Zum Vergleich kann man sich durch Deaktivieren des Häkchens "relativistisch" den Flug unter klassischen Bedingungen anschauen. Besonders interessant ist hier natürlich die Physik unter relativistischen Bedingungen.
In Minkowski-Diagrammen lassen sich bekanntlich Bewegungsabläufe in mehreren Inertialsystemen gleichzeitig visualisieren, wobei von mehreren gegeneinander bewegten Intertialsystemen immer nur ein System rechtwinklige Koordinatenachsen haben kann. In diesem Arbeitsblatt ist das System IS' das mit rechtwinkligen Koordinatenachsen. Alle anderen relativ zu IS' bewegten Inertialsysteme haben schiefe Koordinatenachsen. Lässt man die Schieberegler der Raketengeschwindigkeiten v'' und v''' unverändert, kann man sich den physikalisch gleichen Bewegungsablauf verschieden anzeigen lassen. Besonders interessant ist es, wenn man mithilfe des Schiebereglers für v' einmal das Ruhsystem IS'' der roten Rakete zum rechtwinkligen Koordinatensystem macht (d.h. v' dem Wert von v'' anpassen) und einmal das Ruhsystem IS''' der grünen Rakete zum rechtwinkligen Koordinatensystem macht (d.h. v' dem Wert von v''' anpassen).
Da die Zeit relativ ist, kann man mithilfe des vertikalen Schiebereglers wählen, in welchem Intertialsystem (IS, IS', IS'' oder IS''') die Zeit gilt, die mit dem Schieberegler t eingestellt wird. Nur in diesem ausgewählten Inertialsystem sind beide Raketen über ihre ganze Länge "gleichzeitig" abgebildet.
Mit dem Kontrollkästchen "Raketen auf Achsen projizieren" kann man sich gestrichelte Hilfsliniene in allen eingeblendeten Inertialsystemen anzeigen lassen, die die Projektion auf die Koordinatenachsen anzeigen. Den Wert der Koordinate kann man bei schiefwinkligen Koordinatenachsen ablesen, indem man die gestrichelte Kurve (ein Stück einer Hyperbel-Kurve) bis zur den rechtwinkligen Koordinatenachsen verfolgt, die eine Skalierung enthalten.