Contracció de la longitud: un coet relativista

1 · Prediu

Un coet de 10 metres passa volant davant teu a gran velocitat. En mesure la longitud exactament 10 metres, més llarga o més curta?

• Els mateixos 10 metres: la longitud no depèn del moviment relatiu.
• Més llarga de 10 metres.
• Més curta: la longitud d'un objecte al llarg de la seva direcció de moviment apareix contraguda a un observador davant del qual passa.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Contracció de la longitud» i prem Restableix. La longitud pròpia (del marc de repòs) del coet és fixa a 10 m; la velocitat és β = 0.9.
2. Activa les lectures de factor de Lorentz i longitud contraguda.
3. Defineix la velocitat del coet per a cada prova i enregistra la longitud contraguda mesurada des del teu marc (estacionari).

3 · Recull dades

Representa la longitud contraguda L (eix y) contra β (eix x) per a les tres proves. Cau fortament quan β s'acosta a 1?

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula γ = 1/√(1 − β²), i després L = L_proper/γ amb la longitud pròpia de 10 m. Compara totes dues amb la taula.
2. Explica per què la contracció de la longitud només afecta la dimensió AL LLARG de la direcció del moviment: l'amplada i l'alçada d'un coet (perpendiculars a la velocitat) no canvien, només s'escurça la longitud.

5 · Amplia

1. Igual que la dilatació del temps, la contracció de la longitud és simètrica: des del marc propi del pilot del coet, és la Terra (i tot el que hi ha) el que apareix contragut al llarg de la direcció del moviment relatiu, mentre el coet mateix mesure la seva longitud normal de 10 m. Explica per què això no és una contradicció.
2. El coet d'aquest experiment movent-se a β = 0.9 té γ ≈ 2.29 — vol dir que la seva longitud queda comprimida per aquell factor I, si portés un rellotge, aquell rellotge aniria corresponentment lent (dilatació del temps) pel mateix factor. Explica per què la dilatació del temps i la contracció de la longitud són realment dues cares de la mateixa geometria subjacent de l'espai-temps.

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles