Kontrakcia dĺžky: relativistická raketa

1 · Predikuj

Raketa dlhá 10 metrov preletí okolo teba vysokou rýchlosťou. Meriaš jej dĺžku presne 10 metrov, dlhšie alebo kratšie?

• Tie istých 10 metrov — dĺžka nezávisí na relatívnom pohybe.
• Dlhšie než 10 metrov.
• Kratšie — dĺžka objektu pozdĺž jeho smeru pohybu sa javí skontrahovaná pozorovateľovi, okolo ktorého sa hýbe.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu kontrakcia rakety a stlač Resetovať. Vlastná (pokojová) dĺžka rakety je pevne 10 m; jej rýchlosť je β = 0.9.
2. Zapni odčítania Lorentzovho činiteľa a skontrahovanej dĺžky.
3. Nastav rýchlosť rakety pre každý pokus a zaznamenaj jej skontrahovanú dĺžku meranú z tvojej (stojacej) sústavy.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj skontrahovanú dĺžku L (os y) verzus β (os x) pre svoje tri pokusy. Klesá prudko, keď β sa blíži 1?

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj γ = 1/√(1 − β²), potom L = L_proper/γ s vlastnou dĺžkou 10 m. Porovnaj obe s tabuľkou.
2. Vysvetli, prečo kontrakcia dĺžky ovplyvňuje len rozmer POZDĹŽ smeru pohybu — šírka a výška rakety (kolmé na jej rýchlosť) zostávajú nezmenené, skracuje sa len jej dĺžka.

5 · Rozšír

1. Presne ako dilatácia času, kontrakcia dĺžky je symetrická: zo sústavy pilota rakety je to Zem (a všetko na nej), ktorá sa javí skontrahovaná pozdĺž smeru relatívneho pohybu, kým raketa sama meria svoju normálnu dĺžku 10 m. Vysvetli, prečo to nie je rozpor.
2. Raketa tohto experimentu pohybujúca sa pri β = 0.9 má γ ≈ 2.29 — čo znamená, že jej dĺžka je stlačená tým činiteľom AJ, keby niesla hodiny, tie hodiny by bežali zodpovedajúco pomaly (dilatácia času) tým istým činiteľom. Vysvetli, prečo dilatácia času a kontrakcia dĺžky sú v skutočnosti dve tváre tej istej podkladovej geometrie časopriestoru.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky