Специальная теория относительности

Формулы:

- относительность расстояний,

-относительность промежутков времени,

-релятивистский закон сложения скоростей,

-зависимость массы от скорости,

Задача1. Сколько времени свет идёт от Земли до Луны?

Решение: Расстояние от Луны до Земли 3 844 000 км.

t=S/c=3 844 000 км/3·10⁵ км/с=1281333·10^-5с=12,8с

Задача2. С какой скоростью должно двигаться тело, чтобы его масса увеличилась в 3 раза?

m = 3 m₀;m= ; ; ; v² = c² (1- )

                                 ; = 0,94 c.

Задача 3. Чему равна будет масса космонавта, движущегося в космическом корабле со скоростью 0,8 с? Масса покоящегося космонавта 90 кг

Задача №4. Для описания любых физических процессов

А. Все системы отсчета являются равноправными.

Б. Все инерциальные системы отсчета являются равноправными.

Какое из этих утверждений справедливо согласно специальной теории относительности?

1) только А

2) только Б

3) А и Б

4) ни А, ни Б

Решение. Главный постулат теории Эйнштейна, принцип относительности, гласит: «Все инерциальные системы отсчета равноправны при описании любого физического процесса». Таким образом, верно утверждение Б.                               Правильный ответ: 2.

Задача №5. Какие из следующих утверждений являются постулатами специальной теории относительности?

А. Все инерциальные системы отсчета равноправны при описании любого физического процесса.

Б. Скорость света в вакууме не зависит от скорости источника и приемника света.

В. Энергия покоя любого тела равна произведению его массы на квадрат скорости света в вакууме.

1) А и Б

2) А и В

3) Б и В

4) А, Б и В

Решение. Первый постулат специальной теории относительности: «Все инерциальные системы отсчета равноправны при описании любого физического процесса». Второй постулат: «Скорость света в вакууме не зависит от скорости источника и приемника света». Таким образом, постулатами являются утверждения А и Б.                Правильный ответ: 1.

Задача №6 В установке искровой разряд создает вспышку света и звуковой импульс, регистрируемые датчиком, расположенным на расстоянии 1 м от разрядника. Схематически взаимное расположение разрядника Р и датчика Д изображено стрелкой. Время распространения света от разрядника к датчику равно Т, а звука — τ. Проводя эксперименты с двумя установками 1 и 2, расположенными в космическом корабле, летящем со скоростью относительно Земли, как показано на рисунке, космонавты обнаружили, что

1)

2)

3)

4)

Решение. Так как космический корабль летит с постоянной скоростью, он представляет собой инерциальную систему отсчета. Согласно принципу относительности (первому постулату специальной теории относительности), все инерциальные системы отсчета равноправны при описании любого физического процесса. Следовательно, космонавты, находившиеся на борту космического корабля, не могли обнаружить никакой зависимости скорости распространения светового и звукового сигналов от ориентации установки.

Правильный ответ: 2.