作者jojo999 ()
看板Physics
標題Re: [題目] 一題相對論的問題
時間Sun Dec 7 14:12:51 2008
※ 引述《positron (沙灘!大海!陽光!)》之銘言:
: 那我從長度收縮的基本定義說明好了
: 長度收縮的操作型定義是 相對於運動座標同時量
: 所以導出的 L = Lo /γ
: L 和 Lo 的起始和終點是沒有相對速度的
: 所以靶和火車座標系是沒有相對速度的
: ※ 引述《jojo999 ()》之銘言:
: : 原文的0.6c和0.4c相加並不是說我把子彈當成光速
: : 而是在火車座標系內 子彈以0.6c往右 靶因為是靜止在地面,所以相對火車以 0.4c 向左
: : 因此在火車的座標系內 若經過一段時間△t(根據靜止在火車上的觀察者)後,
: : 子彈和靶相遇,則 10km/γ =0.6c△t + 0.4c△t 所以才會得到那條式子
: : 並不是我直接把子彈相對於靶的速度當成c(若是這樣,如此一來座標系便不是在火車內了
: : 而是在靶上,或是子彈上,而且速度也不能直接這樣相加),關於第一題
: : 便是把子彈相對靶(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。第二題也是,只不過因為坐標系在子彈上,所以要算的是
: : 靶相對於子彈的速度,但因為子彈相對靶和靶相對子彈的速度大小是一樣的
: : 所以延用第一小題由公式作出來的速度即可,但因為10km是地面座標系量測的長度
: : 所以在子彈座標系中會縮短=10km/γ,γ是以子彈相對靶的速度帶進去求出來的值
: : 然而在火車座標系中子彈和靶相對於火車的速度由題已經知道了,
: : 根本不用算相對速度了,所以我才有那條式子。
我會這樣做是因為其他題目解答也有類似的作法,所以我才這樣做
作幾題也都沒問題,卻在這題出現問題,我在舉裡面一題問題,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 ?
大意是說,在地球座標系上測量到一火箭正以0.8c向地球靠近,並在距離地球10^8m時
發出一道閃光。(10^8m是在地球座標系上量測到的長度)。當地球收到訊號的瞬間,訊號
隨即返射回往火箭。則根據地球上的觀察者,從地球反射回往火箭的訊號將需要
多久時間才能抵達火箭 ?
解答是這樣做的: Δt(1) = 10^8 / c,得到光抵達地球需要Δt(1)時間
假設Δt(2)為題目所求,則,
光在Δt(2)時間裡走的距離,加上,火箭以相對地球0.8c在Δt(2)裡走的距離
會等於 訊號折返時,以地球座標系量測到的火箭和地球間的距離
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)皆是由地球座標系內的觀察者所測得)
---
回到原文,如果說不考慮靶相對於火車的速度,那麼不就和靶在火車上是一樣的了QQ?
也就是說,靶相當是靜止在火車上且距離開槍地點10km/γ的地方?
這樣好奇怪-.-?
---
還是我好奇怪...Orz..
--
【主功能表】 郵差來按陰陽囉
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 59.116.170.89
※ 編輯: jojo999 來自: 59.116.170.89 (12/07 14:22)
1F:推 kalos1986:這題把那兩個速度加在一起是因為在第一次火箭上的光抵達 12/07 17:35
2F:→ kalos1986:地球時,地球上的光又 反射 回到火箭,此時火箭也在移動阿 12/07 17:35
3F:→ kalos1986:所以相對速度這樣做是沒問題的! 12/07 17:36
4F:→ kalos1986:可是你第一篇文那題是我們只要看火車上的子彈抵達目標 12/07 17:36
5F:→ kalos1986:所需的時間,沒有反射回來這種問題,所以在火車座標看0.6c 12/07 17:37
6F:→ kalos1986:的子彈向前跑,就很直接的看他在子彈 射出 時的那瞬間, 12/07 17:37
7F:→ kalos1986:火車和目標的距離,去除以子彈速度,就可以了! 12/07 17:38
8F:→ jojo999:在火車座標系內,靶相對於火車明明就有在移動,究竟為什麼 12/07 19:07
9F:→ jojo999:靶相對火車的速度不用考慮進去????? 12/07 19:07
10F:→ jojo999:我舉的這一題火箭也在移動沒錯,但原文那題靶不是也有在動 12/07 19:10
11F:→ jojo999:??到底是誰在動應該不是重點吧?重點應該是:若解答是正確的 12/07 19:11
12F:→ jojo999:則 為什麼靶相對火車的速度不用考慮進去,當然如果解答寫 12/07 19:12
13F:→ jojo999:錯了,那就不用討論了 12/07 19:12
14F:→ kalos1986:原來那題看起來應該是靶在地面某個地方不隨車動吧 12/07 20:00
15F:→ kalos1986:感覺他的解答寫法似乎是這樣 12/07 20:05
16F:→ kalos1986:所以重點是靶到底隨不隨著車動吧 12/07 20:10
17F:→ kalos1986:如果靶不隨著車移動,而是靜止在某處,那麼今天火車上的人 12/07 20:19
18F:→ kalos1986:所看到子彈打到鈀材的時間,就和火車怎麼移動無關了啊 12/07 20:20
19F:→ jojo999:靶是靜止在地面上的啊 在火車座標系中靜止的觀察者皆會 12/07 20:21
20F:→ jojo999:認為靶以0.4c向自己靠近啊 12/07 20:22
21F:→ kalos1986:子彈是以0.6c相對於火車打向靶材,那你可以想成在火車上 12/07 20:26
22F:→ jojo999:我現在思考的是:會不會是因為在進行10km/γ,γ以0.4c帶入 12/07 20:27
23F:→ kalos1986:觀察者認為靶以0.6c向子彈靠近 12/07 20:27
24F:→ jojo999:會不會是因為地面座標系和火車座標系有相對速度,所以在進 12/07 20:28
25F:→ jojo999:行長度收縮的過程時,就已經考慮過靶相對火車的速度了 12/07 20:29
26F:→ jojo999:在火車座標系裡,唯一能知道的就是相對火車座標系的速度 12/07 20:30
27F:→ kalos1986:帶0.4c是火車觀察者看他跟靶的距離而已 12/07 20:30
28F:→ jojo999:怎麼還會去想子彈相對靶 或是把相對子彈的速度QQ? 12/07 20:31
29F:→ kalos1986:所以既然長度收縮已經搞定,問題就變成一個很普通的情形 12/07 20:31
30F:→ jojo999:這樣座標系就是在火車上了 而是在子彈或靶上,就像第一和 12/07 20:31
31F:→ jojo999:第二小題一樣 12/07 20:31
32F:→ jojo999:這樣座標系就"不"..... 少了個不字 12/07 20:32
33F:→ kalos1986:假如兩人相距1公尺遠,甲邊向前走邊丟一顆球向乙,球速為 12/07 20:32
34F:→ kalos1986:1 m/s,那甲看來球一秒後到達乙,今天即使甲往後走,也一樣 12/07 20:33
35F:→ jojo999:沒錯 但前提是1m/s是對"地"速度 1公尺遠是靜止在地面上的 12/07 20:34
36F:→ jojo999:觀察者量測到的距離 但今天情形不同0.6c是子彈也就是你舉 12/07 20:35
37F:→ jojo999:例中的球,其0.6c是對火車的速度而不是對地的速度 12/07 20:35
38F:→ kalos1986:那原來的題目我們算那個長度收縮也一樣阿,先知道開槍前 12/07 20:36
39F:→ kalos1986:我們算的長度收縮就是已經換成在甲看來,甲乙距離啦~ 12/07 20:37
40F:→ kalos1986:那所有的東西都是在 甲 所看來了阿 12/07 20:37
41F:→ jojo999:問題是相對乙前進或後退都以對地1m/s丟出球則甲看來(也就 12/07 20:39
42F:→ kalos1986:用BBS討論這個好累><,看看jojo你有沒有辦法和人面對面 12/07 20:39
43F:→ kalos1986:討論比較快@@ 12/07 20:39
44F:→ jojo999:是在甲的座標系)球的速度對甲將不是1m/s 12/07 20:39
45F:→ jojo999:怎麼面對面我在南部-.-.. 12/07 20:40
46F:→ kalos1986:但是剛剛說的那些都是在相對於甲討論,甲走路<對於甲> 12/07 20:41
47F:→ kalos1986:甲丟出的球<對於甲> 12/07 20:41
48F:→ kalos1986:哈哈~~看看有沒有人可以與你討論阿 12/07 20:41
49F:→ kalos1986:下面有人回了 12/07 20:43
50F:→ jojo999:怎麼又刪掉了-.-... 12/07 20:44
51F:→ kalos1986:!!不知道阿 12/07 20:44
52F:→ jojo999:不過他用ab小題去驗算 還真是有點醒我 應該是解答錯了吧.. 12/07 20:45
53F:→ kalos1986:你試試看 12/07 20:45
54F:→ jojo999:我先出離開一會兒.. 12/07 20:46