Uzunluk Kısalması: Göreli Bir Roket

1 · Tahmin Et

Bir 10 metrelik roket yüksek hızda yanınızdan uçuyor. Uzunluğunu tam olarak 10 metre olarak mı ölçüyorsunuz, daha uzun mu yoksa daha kısa mı?

• Aynı 10 metre — uzunluk göreceli harekete bağlı değildir.
• 10 metreden daha uzun.
• Daha kısa — bir nesnenin hareket yönü boyunca uzunluğu, yanından geçtiği bir gözlemciye göre daraltılmış görünür.

2 · Kurulum

1. Roketin öz (durgun çerçeve) uzunluğu 10 m'ye sabitlenmiştir...
2. Lorentz faktörünü ve daraltılmış uzunluk okumalarını etkinleştirin.
3. Her deneme için roketin hızını ayarlayın ve (sabit) çerçevenizden ölçülen kısaltılmış uzunluğunu kaydedin.

3 · Veri Toplayın

Üç deneyiniz için kısalmış uzunluk L'yi (y ekseni) β'ya (x ekseni) göre çizin. β 1'e yaklaşırken keskin bir şekilde mi düşüyor?

4 · Analiz et

1. Bir deneme için, uygun uzunluk 10 m'yi kullanarak γ = 1 /√(1 − β²),'yi ve ardından L = L_proper/γ'yi hesaplayın. Her ikisini de tabloyla karşılaştırın.
2. Uzunluk daralmasının neden yalnızca hareket yönü BOYUNCA boyutu etkilediğini açıklayın; bir roketin genişliği ve yüksekliği (hızına dik) değişmeden kalır, yalnızca uzunluğu kısalır.

5 · Uzat

1. Tıpkı zaman genişlemesi gibi, uzunluk daralması da simetriktir: Roket pilotunun kendi çerçevesinden, Dünya (ve üzerindeki her şey) göreceli hareket yönünde daralmış gibi görünürken, roketin kendisi normal 10 m uzunluğunu ölçer. Bunun neden bir çelişki olmadığını açıklayın.
2. Bu deneyin β = 0.9'de hareket eden roketi γ ≈ 2.29'ye sahiptir; bu, hem uzunluğunun bu faktör tarafından sıkıştırıldığı VE, eğer bir saat taşıyorsa, o saatin aynı faktör kadar buna uygun olarak yavaş (zaman genişlemesi) çalışacağı anlamına gelir. Zaman genişlemesinin ve uzunluk daralmasının gerçekte neden aynı uzay-zaman geometrisinin iki yüzü olduğunu açıklayın.

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

← Deneye geri dön

138 Ücretsiz Yazdırılabilir Fizik Laboratuvarı Çalışma Kağıdı