Ilgio traukimasis: reliatyvistinė raketa

1 · Spėk

10 metrų raketa praskrieja pro tave dideliu greičiu. Ar išmatuoji jos ilgį kaip tiksliai 10 metrų, ilgesnį ar trumpesnį?

• Tie patys 10 metrų — ilgis nepriklauso nuo santykinio judesio.
• Ilgesnį nei 10 metrų.
• Trumpesnį — objekto ilgis išilgai jo judesio krypties atrodo susitraukęs stebėtojui, pro kurį jis praskrieja.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Ilgio traukimasis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Raketos tikrasis (rimties sistemos) ilgis fiksuotas 10 m; jos greitis β = 0.9.
2. Įjunk Lorento faktoriaus ir sutrumpėjusio ilgio rodmenis.
3. Nustatyk raketos greitį kiekvienam bandymui ir užsirašyk jos sutrumpėjusį ilgį, išmatuotą iš tavo (nejudančios) sistemos.

3 · Rink duomenis

Braišyk sutrumpėjusį ilgį L (y ašis) prieš β (x ašis) savo trims bandymams. Ar jis krenta aštriai β artėjant prie 1?

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok γ = 1/√(1 − β²), tada L = L_proper/γ naudodamas tikrąjį ilgį 10 m. Palygink abu su lentele.
2. Paaiškink, kodėl ilgio traukimasis veikia tik matmenį IŠILGAI judesio krypties — raketos plotis ir aukštis (statmeni greičiui) lieka nepakitę, trumpėja tik jos ilgis.

5 · Išplėsk

1. Kaip ir laiko dilatacija, ilgio traukimasis simetriškas: iš raketos piloto pačios sistemos būtent Žemė (ir viskas ant jos) atrodo sutrumpėjusi išilgai santykinio judesio krypties, o raketa pati matuoja savo normalų 10 m ilgį. Paaiškink, kodėl tai nėra prieštara.
2. Šio eksperimento raketa, judanti β = 0.9, turi γ ≈ 2.29 — reiškiant, kad jos ilgis suspaudžiamas tuo faktoriumi IR, jei ji neštų laikrodį, tas laikrodis atitinkamai bėgtų lėtai (laiko dilatacija) tuo pačiu faktoriumi. Paaiškink, kodėl laiko dilatacija ir ilgio traukimasis iš tikrųjų yra du tos pačios erdvėlaiko geometrijos veidai.

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai