Реферат Курсовая Конспект
Кинематика С.Т.О. - раздел Образование, Гироскопы 1.5.4.1. Понятие «Одновременность» Двух Событий...
|
1.5.4.1. Понятие «одновременность» двух событий
Пусть в С.О. К' происходят одновременно () два события в разных точках пространства (). Необходимо выяснить, будут ли эти события одновременными в С.О. К, т.е. чему равняется разность времен (t2-t1)?
Для ответа на этот вопрос используем преобразования Лоренца и распишем (t2-t1):
,
т.е. эти события не будут одновременными в С.О. К. Следовательно, понятие одновременности двух событий является относительным – события, происходящие одновременно в одной ИСО, не будут одновременными в других ИСО. Только в частном случае события будут одновременными во всех ИСО.
В классической механике (u<<c) и поэтому t2=t1, т.е. понятие одновременности двух событий является абсолютным – они будут одновременными во всех ИСО.
1.5.4.2. Понятие «длина» предмета
Пусть в С.О. К' вдоль оси О'х' располагается неподвижный стержень, длина которого может быть найдена как разность координат его концов
(рис.1.29). Необходимо определить длину этого стержня в С.О. К, относительно которой он движется со скоростью u ( ).
Для определения длины l стержня используем преобразования Лоренца и укажем метод определения длины l движущегося стержня: необходимо в С.О. К одновременно зафиксировать координаты концов стержня , в результате чего можно получить
(1.92)
В формуле (1.92) через l0 обозначена собственная длина стержня, это длина стержня в той ИСО, относительно которой он неподвижен (в рассматриваемом случае l0=l'). Собственная длина предмета является инвариантом С.Т.О..
Из формулы (1.92) следует, что: 1) при движении предметов происходит сокращение продольных, направленных вдоль скорости, размеров предметов; поперечные, перпендикулярные к скорости движения, размеры тел не изменяются; 2) собственная длина предмета l0 является наибольшей из всех возможных длин предмета.
Итак, понятие «длина» предмета является относительным, т.е. зависит от выбора ИСО. В классической механике (u<<c) и поэтому понятие «длины предмета» является абсолютным, одинаковым во всех ИСО.
1.5.4.3.Понятие «промежуток времени» между двумя событиями
Пусть в С.О. K' в одной точке пространства () происходят два события или протекает какой-либо процесс. Промежуток времени в С.О. K ' можно измерить одними часами, находящимися в этой точке пространства. Возникает вопрос, чему равняется этот промежуток времени в С.О. К (Δt=t2-t1), относительно которой эти события происходят в разных точках оси Ох ()?
Вполне понятно, что промежуток времени ∆t нужно измерять двумя часами, расположенными в разных точках оси Ох - в одной точке (х=х1) находятся часы, измеряющие время одного события (t=t1) или начало процесса, а во второй (х=х2) находятся часы измеряющие время другого события (t=t1) или окончание процесса.
Для определения ∆t используем преобразования Лоренца
,
(1.93)
где ∆t0 – собственный промежуток времени, он измеряется одними часами в той ИСО, относительно которой события происходят в одной точке пространства, это инвариант С.Т.О.
Из формулы (1.93) следует, что 1) ∆t >∆t0, т.е. в движущейся ИСО происходит замедление хода времени; движущиеся часы идут медленнее покоящихся; 2) ∆t0 £ ∆t, т.е. собственный промежуток времени между двумя событиями является наименьшим из всех возможных промежутков времени для этих событий.
Замедление хода времени в движущейся С.О. реально подтверждается экспериментами с участием нестабильных элементарных частиц, рождающихся в ядерных реакциях со скоростями, близкими к скорости света в вакууме (например, u = 0,99с). В этом случае времена их жизни до распада существенно различаются в С.О. К ', связанной с ними (собственное время∆t0, равное, например, ∆t0=25нс), и в С.О. К, связанной с Землей (время жизни 0). Это приводит к тому, что с учетом замедления времени частица пролетает в С.О. К до распада значительно большее расстояние (l=u ∆t=52 м.), чем без учета этого эффекта (l'=u∆t0=7,4 м.).
Такие частицы регистрируют на расстояниях l, от места их рождения, значительно превышающих l’. Отметим, что в С.О. К ', связанной с частицей, расстояние l' проходит Земля мимо неподвижной частицы за время ее жизни ∆t0.
В силу равноправия всех ИСО замедления времени в С.Т.О. носит относительный характер. Наблюдатель, находящийся на Земле отметит, что движения космонавта в ракете, движущейся со скоростью u, близкой к скорости света, будут замедленными по сравнению с его движениями. То же самое скажет космонавт, наблюдая за человеком на Земле. И они оба будут правы, так как космонавт может считать С.О., связанную с ним неподвижной, а С.О., связанную с Землей, движущейся со скоростью u в обратном направлении.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Под гироскопом понимают быстро вращающееся симметричное твердое тело ось вращения которого ось симметрии может произвольно изменять свое...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Кинематика С.Т.О.
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов