Modernā fizika

Garuma sarukšana pie β = 0.9

Augsts β saīsina L = L₀/γ un palielina m = γ m₀ rādījumos.

Garuma sarukšana pie β = 0.9 — interaktīva Modernā fizika simulācija. Augsts β saīsina L = L₀/γ un palielina m = γ m₀ rādījumos. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Garuma sarukšana

Augsts β saīsina L = L₀/γ un palielina m = γ m₀ rādījumos.

Raķete ar īsto garumu L₀, kas kustas ar β gar x, laboratorijā tiek mērīta īsāka: L = L₀/γ ar γ = 1/√(1−β²). Nospied „Atskaņot”: kuģis saraujas vienreiz līdz L₀/γ un tur turpinās — bez svārstības atpakaļ. K_class pret K_rel diagramma rāda, kā kinētiskā enerģija atkāpjas no ½mv² pie tā paša β.

• L = L₀/γ
• Gar kustību

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

10 metru raķete aizlido garām tev ar lielu ātrumu. Vai tu izmēri tās garumu kā tieši 10 metrus, garāku vai īsāku?

Prognozes, ko svērt

• Tie paši 10 metri — garums nav atkarīgs no relatīvās kustības.
• Garāks par 10 metriem.
• Īsāku — ķermeņa garums gar tā kustības virzienu izskatās sarucis novērotājam, gar kuru tas kustas.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Ātruma daļa β = v/c

Ko tu mēri:

• Lorenca faktors γ
• Sarukušais garums L (m)

Kā izpēte norit

1. Atver garuma sarukšanas raķetes eksperimentu un nospied Atiestatīt. Raķetes īstais (miera sistēmas) garums ir fiksēts 10 m; tās ātrums ir β = 0.9.
2. Ieslēdz Lorenca faktora un sarukušā garuma rādījumus.
3. Iestati raķetes ātrumu katram mēģinājumam un ieraksti tās sarukušo garumu, izmērītu no tavas (miera) sistēmas.

Noteicošais vienādojums

Garuma sarukšana — L = L₀/γ

Ķermeņa garums, izmērīts gar tā kustības virzienu, kā redz miera novērotājam, ir sarucis no tā īstā (miera sistēmas) garuma: L = L_proper/γ, kur γ = 1/√(1 − β²) ≥ 1.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini γ = 1/√(1 − β²), tad L = L_proper/γ ar īsto garumu 10 m. Salīdzini abus ar tabulu.
• Izskaidro, kāpēc garuma sarukšana ietekmē tikai dimensiju GAR kustības virzienu — raķetes platums un augstums (perpendikulāri tās ātrumam) paliek nemainīgi, tikai tās garums saraujas.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Tāpat kā laika dilatācija, garuma sarukšana ir simetriska: no raķetes pilota paša sistēmas tieši Zeme (un viss uz tās) izskatās sarukusi gar relatīvās kustības virzienu, kamēr raķete pati mēra savu parasto 10 m garumu. Izskaidro, kāpēc tas nav pretruna.
• Šī eksperimenta raķete, kas kustas ar β = 0.9, ir γ ≈ 2.29 — nozīmējot, ka tās garums ir saspiests ar šo faktoru UN, ja tā nestu pulksteni, šis pulkstenis ietu atbilstoši lēnāk (laika dilatācija) ar to pašu faktoru. Izskaidro, kāpēc laika dilatācija un garuma sarukšana patiesībā ir divas sejas tai pašai pamata laiktelpas ģeometrijai.

• 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

1. Sveicināts garuma sarukšanas raķetes eksperimentā
2. Atlasīts relativitātes iestatni
3. Nospied „Atskaņot”
4. Sasaurināts gar kustību
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Speciālā relativitāte: laika dilatācija