Kontrakce délky: relativistická raketa

1 · Predikuj

Raketa dlouhá 10 metrů proletí kolem tebe vysokou rychlostí. Změříš její délku jako přesně 10 metrů, delší, nebo kratší?

• Stejných 10 metrů — délka na relativním pohybu nezávisí.
• Delší než 10 metrů.
• Kratší — délka objektu podél jeho směru pohybu působí pozorovateli, kolem kterého letí, kontrahovaná.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu length-contraction-rocket a stiskni Resetovat. Vlastní (klidová) délka rakety je pevně 10 m; rychlost β = 0.9.
2. Zapni odečty Lorentzova činitele a kontrahované délky.
3. Nastav rychlost rakety pro každý pokus a zapiš její kontrahovanou délku měřenou z tvé (stojící) soustavy.

3 · Sbírej data

Vynes kontrahovanou délku L (osa y) proti β (osa x) pro své tři pokusy. Klesá prudce, jak se β blíží 1?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti γ = 1/√(1 − β²), pak L = L_proper/γ s vlastní délkou 10 m. Porovnej obě s tabulkou.
2. Vysvětli, proč kontrakce délky ovlivňuje jen rozměr PODÉL směru pohybu — šířka a výška rakety (kolmé na rychlost) zůstávají nezměněné, zkracuje se jen její délka.

5 · Rozšiř

1. Stejně jako dilatace času je kontrakce délky symetrická: ze soustavy pilota rakety je to Země (a všechno na ní), která působí kontrahovaná podél směru relativního pohybu, zatímco raketa sama měří svých normálních 10 m. Vysvětli, proč to není rozpor.
2. Raketa tohoto experimentu pohybující se při β = 0.9 má γ ≈ 2.29 — což znamená, že její délka je tím činitelem stlačena A pokud by nesla hodiny, ty by šly odpovídajícím činitelem pomaleji (dilatace času). Vysvětli, proč dilatace času a kontrakce délky jsou opravdu dvě tváře téže podkladové geometrie časoprostoru.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky