Garuma sarukšana: relativitātes raķete

1 · Prognozē

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

• 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.

2 · Iestati

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.

3 · Vāc datus

Zīmē sarukušo garumu L (y ass) pret β (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai tas krīt strauji, β tuvojoties 1?

4 · Analizē

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

5 · Paplašina

1. 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.
2. 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.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas