作者jojo999 ()
看板Physics
标题Re: [题目] 一题相对论的问题
时间Sun Dec 7 14:12:51 2008
※ 引述《positron (沙滩!大海!阳光!)》之铭言:
: 那我从长度收缩的基本定义说明好了
: 长度收缩的操作型定义是 相对於运动座标同时量
: 所以导出的 L = Lo /γ
: L 和 Lo 的起始和终点是没有相对速度的
: 所以靶和火车座标系是没有相对速度的
: ※ 引述《jojo999 ()》之铭言:
: : 原文的0.6c和0.4c相加并不是说我把子弹当成光速
: : 而是在火车座标系内 子弹以0.6c往右 靶因为是静止在地面,所以相对火车以 0.4c 向左
: : 因此在火车的座标系内 若经过一段时间△t(根据静止在火车上的观察者)後,
: : 子弹和靶相遇,则 10km/γ =0.6c△t + 0.4c△t 所以才会得到那条式子
: : 并不是我直接把子弹相对於靶的速度当成c(若是这样,如此一来座标系便不是在火车内了
: : 而是在靶上,或是子弹上,而且速度也不能直接这样相加),关於第一题
: : 便是把子弹相对靶(也就是地面)的速度用公式相加,然後用10km除以此速度
: : 便是第一提的答案。第二题也是,只不过因为坐标系在子弹上,所以要算的是
: : 靶相对於子弹的速度,但因为子弹相对靶和靶相对子弹的速度大小是一样的
: : 所以延用第一小题由公式作出来的速度即可,但因为10km是地面座标系量测的长度
: : 所以在子弹座标系中会缩短=10km/γ,γ是以子弹相对靶的速度带进去求出来的值
: : 然而在火车座标系中子弹和靶相对於火车的速度由题已经知道了,
: : 根本不用算相对速度了,所以我才有那条式子。
我会这样做是因为其他题目解答也有类似的作法,所以我才这样做
作几题也都没问题,却在这题出现问题,我在举里面一题问题,大家可以看看
When it is 10^8 m away in the earth frame(S), a rocket (frame S') traveling
at 0.8c toward the earth emits a flash. On receipt,it is immediately
transmitted back to the rocket. How long does it take the flash return to the
rocket according to the earth frame ?
大意是说,在地球座标系上测量到一火箭正以0.8c向地球靠近,并在距离地球10^8m时
发出一道闪光。(10^8m是在地球座标系上量测到的长度)。当地球收到讯号的瞬间,讯号
随即返射回往火箭。则根据地球上的观察者,从地球反射回往火箭的讯号将需要
多久时间才能抵达火箭 ?
解答是这样做的: Δt(1) = 10^8 / c,得到光抵达地球需要Δt(1)时间
假设Δt(2)为题目所求,则,
光在Δt(2)时间里走的距离,加上,火箭以相对地球0.8c在Δt(2)里走的距离
会等於 讯号折返时,以地球座标系量测到的火箭和地球间的距离
也就是 10^8 - 0.8c*Δt(1) = 0.8c*Δt(2) + c*Δt(2)
得出所求 Δt(2)=〔 10^8 - 0.8cΔt(1) 〕/
1.8c =37ms
(其中Δt(1)和Δt(2)皆是由地球座标系内的观察者所测得)
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回到原文,如果说不考虑靶相对於火车的速度,那麽不就和靶在火车上是一样的了QQ?
也就是说,靶相当是静止在火车上且距离开枪地点10km/γ的地方?
这样好奇怪-.-?
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还是我好奇怪...Orz..
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◆ From: 59.116.170.89
※ 编辑: jojo999 来自: 59.116.170.89 (12/07 14:22)
1F:推 kalos1986:这题把那两个速度加在一起是因为在第一次火箭上的光抵达 12/07 17:35
2F:→ kalos1986:地球时,地球上的光又 反射 回到火箭,此时火箭也在移动阿 12/07 17:35
3F:→ kalos1986:所以相对速度这样做是没问题的! 12/07 17:36
4F:→ kalos1986:可是你第一篇文那题是我们只要看火车上的子弹抵达目标 12/07 17:36
5F:→ kalos1986:所需的时间,没有反射回来这种问题,所以在火车座标看0.6c 12/07 17:37
6F:→ kalos1986:的子弹向前跑,就很直接的看他在子弹 射出 时的那瞬间, 12/07 17:37
7F:→ kalos1986:火车和目标的距离,去除以子弹速度,就可以了! 12/07 17:38
8F:→ jojo999:在火车座标系内,靶相对於火车明明就有在移动,究竟为什麽 12/07 19:07
9F:→ jojo999:靶相对火车的速度不用考虑进去????? 12/07 19:07
10F:→ jojo999:我举的这一题火箭也在移动没错,但原文那题靶不是也有在动 12/07 19:10
11F:→ jojo999:??到底是谁在动应该不是重点吧?重点应该是:若解答是正确的 12/07 19:11
12F:→ jojo999:则 为什麽靶相对火车的速度不用考虑进去,当然如果解答写 12/07 19:12
13F:→ jojo999:错了,那就不用讨论了 12/07 19:12
14F:→ kalos1986:原来那题看起来应该是靶在地面某个地方不随车动吧 12/07 20:00
15F:→ kalos1986:感觉他的解答写法似乎是这样 12/07 20:05
16F:→ kalos1986:所以重点是靶到底随不随着车动吧 12/07 20:10
17F:→ kalos1986:如果靶不随着车移动,而是静止在某处,那麽今天火车上的人 12/07 20:19
18F:→ kalos1986:所看到子弹打到钯材的时间,就和火车怎麽移动无关了啊 12/07 20:20
19F:→ jojo999:靶是静止在地面上的啊 在火车座标系中静止的观察者皆会 12/07 20:21
20F:→ jojo999:认为靶以0.4c向自己靠近啊 12/07 20:22
21F:→ kalos1986:子弹是以0.6c相对於火车打向靶材,那你可以想成在火车上 12/07 20:26
22F:→ jojo999:我现在思考的是:会不会是因为在进行10km/γ,γ以0.4c带入 12/07 20:27
23F:→ kalos1986:观察者认为靶以0.6c向子弹靠近 12/07 20:27
24F:→ jojo999:会不会是因为地面座标系和火车座标系有相对速度,所以在进 12/07 20:28
25F:→ jojo999:行长度收缩的过程时,就已经考虑过靶相对火车的速度了 12/07 20:29
26F:→ jojo999:在火车座标系里,唯一能知道的就是相对火车座标系的速度 12/07 20:30
27F:→ kalos1986:带0.4c是火车观察者看他跟靶的距离而已 12/07 20:30
28F:→ jojo999:怎麽还会去想子弹相对靶 或是把相对子弹的速度QQ? 12/07 20:31
29F:→ kalos1986:所以既然长度收缩已经搞定,问题就变成一个很普通的情形 12/07 20:31
30F:→ jojo999:这样座标系就是在火车上了 而是在子弹或靶上,就像第一和 12/07 20:31
31F:→ jojo999:第二小题一样 12/07 20:31
32F:→ jojo999:这样座标系就"不"..... 少了个不字 12/07 20:32
33F:→ kalos1986:假如两人相距1公尺远,甲边向前走边丢一颗球向乙,球速为 12/07 20:32
34F:→ kalos1986:1 m/s,那甲看来球一秒後到达乙,今天即使甲往後走,也一样 12/07 20:33
35F:→ jojo999:没错 但前提是1m/s是对"地"速度 1公尺远是静止在地面上的 12/07 20:34
36F:→ jojo999:观察者量测到的距离 但今天情形不同0.6c是子弹也就是你举 12/07 20:35
37F:→ jojo999:例中的球,其0.6c是对火车的速度而不是对地的速度 12/07 20:35
38F:→ kalos1986:那原来的题目我们算那个长度收缩也一样阿,先知道开枪前 12/07 20:36
39F:→ kalos1986:我们算的长度收缩就是已经换成在甲看来,甲乙距离啦~ 12/07 20:37
40F:→ kalos1986:那所有的东西都是在 甲 所看来了阿 12/07 20:37
41F:→ jojo999:问题是相对乙前进或後退都以对地1m/s丢出球则甲看来(也就 12/07 20:39
42F:→ kalos1986:用BBS讨论这个好累><,看看jojo你有没有办法和人面对面 12/07 20:39
43F:→ kalos1986:讨论比较快@@ 12/07 20:39
44F:→ jojo999:是在甲的座标系)球的速度对甲将不是1m/s 12/07 20:39
45F:→ jojo999:怎麽面对面我在南部-.-.. 12/07 20:40
46F:→ kalos1986:但是刚刚说的那些都是在相对於甲讨论,甲走路<对於甲> 12/07 20:41
47F:→ kalos1986:甲丢出的球<对於甲> 12/07 20:41
48F:→ kalos1986:哈哈~~看看有没有人可以与你讨论阿 12/07 20:41
49F:→ kalos1986:下面有人回了 12/07 20:43
50F:→ jojo999:怎麽又删掉了-.-... 12/07 20:44
51F:→ kalos1986:!!不知道阿 12/07 20:44
52F:→ jojo999:不过他用ab小题去验算 还真是有点醒我 应该是解答错了吧.. 12/07 20:45
53F:→ kalos1986:你试试看 12/07 20:45
54F:→ jojo999:我先出离开一会儿.. 12/07 20:46