Krčenje dolžine: relativistična raketa

1 · Predvidi

Raketa dolžine 10 metrov te poleti mimo z visoko hitrostjo. Ali izmeriš njeno dolžino kot točno 10 metrov, dlje ali krajše?

• Istih 10 metrov — dolžina ni odvisna od relativnega gibanja.
• Dlje kot 10 metrov.
• Krajše — dolžina predmeta vzdolž svoje smeri gibanja se opazovalcu, mimo katerega se premika, zdi skrčena.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev length-contraction-rocket in pritisni Ponastavi. Lastna (mirovno-sistemska) dolžina rakete je fiksna 10 m; njena hitrost je β = 0.9.
2. Omogoči odčitka Lorentzovega faktorja in skrčene dolžine.
3. Nastavi hitrost rakete za vsak poskus in zabeleži njeno skrčeno dolžino, izmerjeno iz tvojega (mirovnega) sistema.

3 · Zberi podatke

Nariši skrčeno dolžino L (os y) proti β (os x) za svoje tri poskuse. Ali ostro pade, ko se β približuje 1?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj γ = 1/√(1 − β²), nato L = L_proper/γ z lastno dolžino 10 m. Primerjaj oba s tabelo.
2. Razloži, zakaj krčenje dolžine vpliva samo na razsežnost VZDOLŽ smeri gibanja — širina in višina rakete (pravokotni na hitrost) ostajata nespremenjeni, krajša pa postane samo njena dolžina.

5 · Razširi

1. Tako kot dilatacija časa je tudi krčenje dolžine simetrično: iz lastnega sistema pilota rakete je Zemlja (in vse na njej) tista, ki se zdi skrčena vzdolž smeri relativnega gibanja, raketa sama pa meri svojo normalno dolžino 10 m. Razloži, zakaj to ni protislovje.
2. Raketa tega poskusa, ki se premika pri β = 0.9, ima γ ≈ 2.29 — kar pomeni, da je njena dolžina stisnjena za ta faktor IN, če bi nosila uro, bi ta ura tekla ustrezno počasno (dilatacija časa) za isti faktor. Razloži, zakaj sta dilatacija časa in krčenje dolžine res dve plesti iste temeljne geometrije prostora-časa.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov