作者ayn775437403 (@@@@@@@@@@@@@@@@@@@)
看板Physics
標題[問題] 相對論時間擴張的問題
時間Sun Oct 29 22:29:26 2017
【出處】(習題或問題的出處)
Arthur Beiser 近代物理第一章後面習題
【題目】(題目的文字敘述,如有圖片亦可提供圖片)
英文版:
An observer on a spacecraft move at 0.700c relative to the earth
finds that a car takes 40.0min to make a trip
How long does the trip take to the driver on the car?
中文版:
太空船中的觀察者以相對於地球的速度0.700c運動,發現一輛汽車花了40分鐘的車程
而這輛車的駕駛花了多少時間呢?
【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡,請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導)
自己對題目的理解是:
假設在太空船上有一個時鐘,
那麼太空船上的人看到一個在"地球上"開車的人花了40分鐘完成一趟車程,
也就是太空船內的時鐘是走了40分鐘,
題目要問對地球上的人而言,這台車花了多久的時間?
我的想法是這題類似有名的孿生問題,
以接近光速的速度在太空旅行所經歷的時間會比較漫長,
像是太空人在一趟太空旅行回地球後可能只老了30歲,
但是地球上的人已經老了50歲,
依此類推的話,對太空船上的人而言過了40分鐘,
那麼對地球上的人而言應該是過了更長的時間,
若套用課本公式: t=t0/(1-v^2/c^2)^(1/2),
把v代入0.7c,t0代入太空船上的人看到的40分鐘,那麼算出來的t即為題目要求的答案
也就是對"地球上"的人而言,這台車大概花了56分鐘完成車程
但是我所找到的解答,都是把t0代在地球上的人所觀察到的時間
t代入太空船上所經過的時間(40分鐘),算出t0大概為28.6分鐘,
也就是對地球人來說,這趟車程花了28.6分鐘完成
但是這樣不是很奇怪嗎?
在以接近光速的速度運動時,時間應該是會變慢的才對不是嗎?
這樣的答案不就跟孿生問題相反嗎?
如果是這樣的話,以上面的例子來說的話,
那麼太空人在旅行回來的時候會老50歲
而地球人卻只有老30歲而已
如此一來和課本之前所講的例子都相反了..
不知道是解答有誤還是說我哪裡觀念錯誤或者理解錯誤呢?
因為自己非物理本科系的,是因為有點興趣才去選修這門課
如果哪裡講得不夠嚴謹或者有誤的話還請多多包涵
謝謝各位!
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