நீளச் சுருக்கம்: ஒரு சார்பியல் ராக்கெட்

1 · கணிப்பு

ஒரு 10-மீட்டர் ராக்கெட், உயர் வேகத்தில் உங்களை கடந்து செல்கிறது. நீங்கள் அதன் நீளத்தை சரியாக 10 மீட்டராவா, அதற்கு நீளமாகவா, அல்லது குறைவாகவா அளப்பீர்கள்?

• அதே 10 மீட்டர் — நீளம் சார்பு இயக்கத்தை சார்ந்திருக்காது.
• 10 மீட்டருக்கு நீளமாக.
• குறைவாக — ஒரு பொருளின் இயக்கத் திசையிலான நீளம், அது கடந்து செல்லும் ஒரு பார்வையாளருக்கு சுருங்கியதாகத் தெரிகிறது.

2 · அமைப்பு

1. length-contraction-rocket முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். ராக்கெட்டின் முறையான (ஓய்வு-சட்ட) நீளம் 10 m நிலையானது; அதன் வேகம் β = 0.9.
2. லாரன்ஸ் காரணி மற்றும் சுருக்கப்பட்ட-நீள வாசிப்புகளை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் ராக்கெட்டின் வேகத்தை அமைத்து, உங்கள் (நிலையான) சட்டத்திலிருந்து அளக்கப்படும் அதன் சுருக்கப்பட்ட நீளத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், β (x-அச்சு) எதிராக சுருக்கப்பட்ட நீளம் L (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். β 1-ஐ அணுகும்போது அது கூர்மையாக வீழ்கிறதா?

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒரு முயற்சிக்கு, γ = 1/√(1 − β²) கணக்கிட்டு, பின்னர் முறையான நீளம் 10 m பயன்படுத்தி L = L_proper/γ கணக்கிடுங்கள். இரண்டையும் அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
2. நீளச் சுருக்கம், இயக்கத் திசையிலான பரிமாணத்தை மட்டுமே ஏன் பாதிக்கிறது — ஒரு ராக்கெட்டின் அகலம் மற்றும் உயரம் (அதன் திசைவேகத்திற்கு செங்குத்தாக) மாறாமல் இருக்கும், அதன் நீளம் மட்டுமே சுருங்கும் — என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. நேர விரிவாக்கத்தைப் போலவே, நீளச் சுருக்கமும் சமச்சீரானது: ராக்கெட் ஓட்டுநரின் சொந்த சட்டத்திலிருந்து, பூமியே (மற்றும் அதில் உள்ள எல்லாமே) சார்பு இயக்கத் திசையில் சுருங்கியதாகத் தெரிகிறது, ராக்கெட் தானே அதன் சாதாரண 10 m நீளத்தை அளக்கிறது. இது ஒரு முரண்பாடு அல்ல ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
2. இந்த சோதனையின் β = 0.9 வேகத்தில் நகரும் ராக்கெட், γ ≈ 2.29 — அதாவது அதன் நீளம் அந்த காரணியால் சுருங்குகிறது, மேலும் அது ஒரு கடிகாரத்தை சுமந்திருந்தால், அந்த கடிகாரம் அதே காரணியால் சார்பாக மெதுவாக இயங்கும் (நேர விரிவாக்கம்). நேர விரிவாக்கம் மற்றும் நீளச் சுருக்கம், உண்மையில் அதே அடிப்படை இடகால வடிவியலின் இரண்டு முகங்கள் ஏன் என்று விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்