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. length-contraction-rocket ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Roketin uygun (durgun çerçeve) uzunluğu 10 m'ye sabitlenmiştir; hızı β = 0.9'dir.
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