Pengecutan Panjang: Satu Roket Kerelatifan

1 · Ramal

Satu roket 10-meter meluncur melepasi anda pada laju tinggi. Adakah anda mengukur panjangnya tepat 10 meter, lebih panjang, atau lebih pendek daripada itu?

• Sama 10 meter -- panjang tidak bergantung pada gerakan relatif.
• Lebih panjang daripada 10 meter.
• Lebih pendek -- panjang objek sepanjang arah gerakannya kelihatan termampat kepada pemerhati yang dilintasinya.

2 · Susun

1. Buka praset roket-pengecutan-panjang dan tekan Set semula. Panjang wajar (kerangka-rehat) roket ditetapkan pada 10 m; lajunya β = 0.9.
2. Aktifkan bacaan faktor Lorentz dan panjang-termampat.
3. Tetapkan laju roket bagi setiap percubaan dan rekod panjang termampatnya seperti diukur daripada kerangka anda (pegun).

3 · Kumpul Data

Plot panjang termampat L (paksi-y) melawan β (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah ia susut mendadak ketika β menghampiri 1?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira γ = 1/√(1 − β²), kemudian L = L_proper/γ menggunakan panjang wajar 10 m. Bandingkan kedua-duanya dengan jadual.
2. Terangkan mengapa pengecutan panjang hanya menjejaskan dimensi SEPANJANG arah gerakan -- lebar dan tinggi roket (berserenjang dengan halajunya) kekal tak berubah, hanya panjangnya memendek.

5 · Lanjutkan

1. Sepertimana pelincinan masa, pengecutan panjang simetri: daripada kerangka juruterbang roket sendiri, Bumi (dan segala di atasnya) yang kelihatan termampat sepanjang arah gerakan relatif, sementara roket itu sendiri mengukur panjang normalnya 10 m. Terangkan mengapa ini bukan percanggahan.
2. Roket eksperimen ini bergerak pada β = 0.9 mempunyai γ ≈ 2.29 -- bermakna panjangnya dimampatkan dengan faktor itu DAN, jika ia membawa jam, jam itu akan berjalan lambat berkadar (pelincinan masa) dengan faktor yang sama. Terangkan mengapa pelincinan masa dan pengecutan panjang sebenarnya dua sisi geometri ruangmasa yang sama di bawahnya.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma