Артём Р
январь 2018.
33201

Две ракеты удаляются друг от друга со скоростью 200 тыс км/c каждая. Но расстояние между ними не может увеличиваться быстрее скорости света. Что замедляется?

Ответить
Ответить
Комментировать
18
Подписаться
5
2 ответа
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Как бы вообще попроще объяснить...

Давайте изначально поговорим на отвлеченную тему, а затем проведем аналогию. Есть такие частички - мюоны. Их время жизни ничтожно мало, но тем не менее мы имеем возможность наблюдать их на поверхности Земли (но по идее не должны), хотя образуются они много выше. В чем причина то? Вот в чем. Так как их скорости составляют порядка 0.9994с, то релятивистские эффекты выражены очень заметно. Так, их собственное время жизни составляет около 2×10^(-6) с, а вот в системе отсчета (СО) Земли они живут уже в 30 раз дольше. В СО Земли они проходят расстояние около 9 км, а в их собственной СО путь составляет несколько сотен метров (порядка трех сотен). Это нам поможет.

Теперь к вопросу.

Пусть мы сидим в одной из ракет. Тогда часы на другой ракете ДЛЯ НАС будут тикать медленнее - она как бы будет замедляться для нас (аналогично тому, как для нас замедляется время жизни мюона). В то же время мы будем проходить в нашей СО  буквально меньшее расстояние, нежели проходим в СО другой ракеты (аналогично тому, как мюон проходит в своей СО меньшее расстояние, нежели в СО Земли). Причем не имеет значения, в какой ракете мы сидим, более того, мы можем наблюдать это со стороны и эффект будет тот же - часы в ракетах ДЛЯ НАС идут медленнее, а расстояние в своих СО они проходят меньшее, нежели в нашей СО. Вот буквально всё объяснение.

РS. Если интересны расчеты про мюоны:

τ - собственное время жизни мюона

t - время жизни мюона в нашей СО

λ - расстояние, пройденное мюоном в его СО

L - расстояние, пройденное мюоном в нашей СО

γ = 1/√(1-v²/c²) - гамма-фактор

t = γτ, λ = L/γ (Лоренцево сокращение длины и релятивистское замедление времени)

γ = 1/√(1 - 0.9994²) ≈ 28.1 ≈ 30

Таким образом время жизни мюона в СО Земли примерно в 30 раз дольше, чем его время жизни в его СО, а расстояние, которое он пролетает в своей СО примерно в 30 раз меньше, чем расстояние в нашей СО.

22
-6

Плохо объяснил, ничего не понятно.

+5
Ответить

Что конкретно неясно? Могу подробнее объяснить

+1
Ответить

После слов Так как их скорости составляют порядка 0.9994с, то релятивистские эффекты выражены очень заметно уже ничего не понятно становится. Что за эффекты? Почему и тд? Почему в одной системе отсчета время жизни одно, а в другой системе в 30 раз больше? Формулы и мюоны не нужны, ответьте лучше на основной вопрос топика.

0
Ответить

Что за эффекты? Почему и тд? Почему в одной системе отсчета время жизни одно, а в другой системе в 30 раз больше?

@Ivan Dotsenko, какой класс? Девятый? В старших классах будут элементы СТО.

Если уже отучились - берите школьные учебники по физике за 10-11 классы и вспоминайте.

-1
Ответить
Ещё 7 комментариев

Окей, релятивистские эффекты - лоренцево сокращение длины, замедление времени. Рассматриваем только эти.

Лоренцево сокращение длины - некоторый отрезок в собственной СО (в которой он покоится) будет буквально короче, нежели он же, но если мы его наблюдаем из СО, где он движется.. К слову о тех же мюонах: в своей СО они проходят меньшее расстояние, нежели в СО Земли.

Замедление времени - в СО, которая движется относительно неподвижного наблюдателя, часы тикают для этого же наблюдателя медленнее, чем его собственные. В СО Земли мюоны живут дольшея чем в их собственной СО.

Мюоны были приведены в пример для лучшего построения аналогии, так как это общеизвестный, если так можно выразиться факт, который подтверждает наличие релятивистских эффектов.

+1
Ответить

На вопрос "почему это так?" без преобразований Лоренца не обойтись. Это вещь несложная, но однако же и не столь необходимая.

Если же прям требуется, то я приведу эти выкладки тут.

0
Ответить

Говорю же без мюонов, формул, без лоренцова преображения и прочего. У вас спрашивают одно, а вы говорите это сверхплазменный ускоритель краказюбр Петлевского. А краказюбра Петлевского - это тройной интеграл сжатия межволнового простанства в Гаусовой 11-мерной ориейнтации по Макларену. Вот формула. От этого не становится понятнее. Вы можете ответить на вопрос топика так, чтобы это было понятно школьнику-троечнику из 9 -го класса?

0
Ответить

@Ivan Dotsenko, если чисто математически трактовать этот пример, то согласно СТО (специальной теории относительности) для скоростей, сравнимыми со скоростью света, результирующая скорость является не простой суммой скоростей Vрез= V1 + V2, а вычисляется по другой формуле из СТО: Vрез= (V1 + V2)/(1+(V1*V2)/C^2), где/-знак деления, *-знак умножения, ^-знак возведения в степень, C-скорость света. При помощи методов мат. анализа, можно показать, что для положительных скоростей, не больших скорости света, и результирующая скорость будет не больше скорости света. Для данного примера: V1=V2=2*10^5, C=3*10^5 (км/сек) имеем Vрез= (2*10^5+2*10^5)/(1+ (2*10^5 *2*10^5)/(3*10^5 *3^10^5))=(4*10^5)/(1+(2*2)/(3*3))=(4*10^5)/(1+4/9)= 10^5 *(4*9)/(9+4)=(36/13)*10^5, меньше скорости света, т.к. 36/13 меньше 3. А на вопрос, почему такая формула сложения скоростей, дают ответ преобразования Лоренца из СТО, это уже сложно.

0
Ответить

Для девятиклассников: время в каждой ракете идет медленнее, чем для неподвижного наблюдателя, расстояние же, проходимое ракетами, для неподвижного наблюдателя окажется длиннее.

Вот без мюонов, без всяких выкладок. Но такой ответ скорее приведет к заблуждению, поэтому уж если и излагать, то излагать минимально необходимый объем.

+2
Ответить

Все в мире относительно. Если мы двигаемся навстречу лучу света, это не значит, что скорость света относительно нас увеличится. Возможно так и произошло бы, если бы свет являлся движением частиц. Но свет - это волна, причем волна особенная. Эпицентом этой волны (если так можно выразиться) является любая точка пространства на пути распространения света. На этом утверждении держится постулат о скорости света.

+2
Ответить

Правельный ответ на вопрос дал Олег Семёнов, но мало кто это заметил.

0
Ответить
Прокомментировать

Как раз таки расстояние может увеличиваться быстрее скорости света, ведь это не физический объект. Ограничение скорости действует лишь на физические объекты с массой. Поэтому ничего не замедляется.

5
-4

В системе отсчета из двух ракет (все системы отсчёта раны!) Это противоречит ТО, так что здесь не обходится без замедления времени.

0
Ответить

Пусть так. Тогда в СО одной ракеты другая будет двигаться со скоростью быстрее света. Противоречие.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью