현대 물리
β = 0.9에서 길이 수축
높은 β는 L = L₀/γ를 짧게 하고 판독값의 m = γ m₀를 크게 합니다.
β = 0.9에서 길이 수축 — 인터랙티브 현대 물리 시뮬레이션. 높은 β는 L = L₀/γ를 짧게 하고 판독값의 m = γ m₀를 크게 합니다. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
길이 수축
β가 크면 L = L₀/γ로 짧아지고 표시값에서 m = γ m₀로 커집니다.
β가 크면 L = L₀/γ로 짧아지고 표시값에서 m = γ m₀로 커집니다.
- L = L₀/γ
- 운동 방향으로
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
10미터짜리 로켓이 당신을 빠른 속도로 지나갑니다. 길이를 정확히 10미터로 측정하시나요? 더 길까요, 아니면 그보다 짧나요?
검토할 예측
- 동일한 10미터 — 길이는 상대적인 움직임에 좌우되지 않습니다.
- 10미터 이상입니다.
- 더 짧음 - 물체의 운동 방향을 따른 물체의 길이는 물체가 지나가는 관찰자에게 수축된 것처럼 보입니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 속도 비율 β = v/c
측정하는 것:
- 로렌츠 인자 γ
- 수축길이 L (m)
실험 진행 방법
- “길이 수축 로켓(length-contraction-rocket)” 프리셋을 열고 초기화를 누르세요. 로켓의 고유(정지좌표계) 길이는 10 m로 고정되어 있으며, 속력은 β = 0.9입니다.
- 로런츠 인자 및 수축된 길이 표시를 활성화하세요.
- 각 시행에 대한 로켓의 속도를 설정하고 (고정) 프레임에서 측정된 수축 길이를 기록합니다.
지배방정식
길이 수축 — L = L₀/γ
정지해 있는 관찰자가 볼 때, 운동 방향을 따라 측정한 물체의 길이는 고유(정지좌표계) 길이보다 수축됩니다: L = L_proper/γ, 여기서 γ = 1/√(1 − β²) ≥ 1입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 γ = 1/√(1 − β²)를 계산한 다음 고유 길이 10m를 사용하여 L = L_proper/γ를 계산합니다. 두 가지를 모두 표와 비교해보세요.
- 길이 수축이 운동 방향에 따른 차원에만 영향을 미치는 이유를 설명하십시오. 로켓의 너비와 높이(속도에 수직)는 변하지 않고 길이만 짧아집니다.
실험 밖에서의 활용
- 시간 팽창과 마찬가지로 길이 수축도 대칭입니다. 로켓 조종사의 프레임에서 지구(및 그 위의 모든 것)는 상대 운동 방향을 따라 수축된 것처럼 보이지만 로켓 자체는 정상적인 길이 10m를 측정합니다. 이것이 왜 모순이 아닌지 설명해보세요.
- β = 0.9로 움직이는 이 실험의 로켓은 γ ≒ 2.29입니다. 즉, 로켓의 길이는 해당 요소에 의해 압축되고, 시계가 있으면 해당 시계는 동일한 요소에 따라 느리게(시간 팽창) 실행됩니다. 시간 팽창과 길이 수축이 실제로 동일한 기본 시공간 기하학의 두 면인 이유를 설명하십시오.
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — A.5 Galilean and special relativity
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- 길이 수축에 오신 것을 환영합니다
- 상대론 장치 선택
- 재생을 누르세요
- 운동 방향으로 짧아짐
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.