Опишите любой мысленный эксперимент, подтверждающий относительность одновременности.

Пусть в CО, связаннойс неподвижной ж/д платформой (К-СО), перемещ. вагон электрички(К’-СО), имеющий 2 двери, управляемые светов сигнал. В неко­торый момент времени посередине м-ду дверьми вспы­хивает лампочка. Тогда для наблюдателя, наход в вагоне, двери откроются одноврем., т.к. свет распространяется в К'-системе отсчета во все стороны с одной и той же скор, а рас-ния от лампочек до дверей одинаковы. В то же время наблюдатель, находящий­ся на платформе, увидит, что задняя дверь откроется раньше, чем передняя. Для этого наблюдателя, находящегося в К-СО, свет распространяется во все стороны с одной и той же скоростью, но задняя дверь ваго­на приближается к волновому фронту, а передняя дверь, наоборот, удаляется от него. Если мы введем еще одну сис­тему отсчета (К"), связанную с быстро летящим самолетом. то легко убедиться в том, что для летчика, находящегося в самолете, передняя дверь вагона откроется раньше, чем зад­няя. И для этого наблюдателя свет от вспыхнувшей лам­почки распространяется с одинаковой скоростью во всех направлениях (в его К''-системе отсчете), но при этом ва­гон перемещается в направлении, противоположном на правлению полета, а значит передняя дверь вагона рань­ше встретится с волновым фронтом световой вспышки. Таким образом, на вопрос о том, одновременно или неодновременно открылись двери вагона и какая из этих дверей открылась раньше, должны последовать разные ответы в зависимости от того, из какой системы отсчета на­блюдается движение электрички.

14.Докажите математически «лоренцово сокращение длины».

Представим себе неподвижную линейку длиной L₀.Это собственная длина линейки, а СО, в кот она неподвижна,-собственная СО, кот обозначим К₀.Если линейка движется со скор=V относит другой СО К, то для наблюдателя в этой СО линейка будет короче, так что ее длина может быть вычисл.по ф-ле: . «Сокращение» обословл.тем, что одновременная фиксация концов движущейся линейки наблюдателем, находящимся в К-СО, является неодновременно в другой, в частности, собственной СО.

15.Докажите с помощью преобразований Лоренца, что существует эффект «замедления времени».

Докажем, что вр-мя в движущейся СО течет медленнее, чем в неподвижной.Рассмотр. спец.вид часов. Пусть эти часы представляют собой два неподвижных зеркала, располож на рас-нии L₀, м-ду которыми «бегает» световой «зайчик». Время, за кот он пробегает туда и обратно: t₀=2L₀/c. Пусть эти часы движуться со скор.= V, например, направо.Наблюдатель, находящийся в неподвижной СО, видит, что зайчик проходит более длинный путь м-ду зеркалами, т.к. , где t-врем, за кот зайчик пробегает зигзагообразн путь в неподвижной СО.Т.к.

, то решив ур-ние относит t получаем: .

16.Как изменились представления о пространстве и времени в связи с созданием СТО?

Пр-во и время неразрывно связаны м-ду собой, но не зависят от материи. Вывод: пр-во и время бесконечны и вечны.

17. В чем заключается эффект увеличения массы в СТО?

Частица, движущаяся относительно наблюдателя, имеет массу больше, чем такая же частица, находящаяся относительно наблюдателя в состоянии покоя.

Другими словами, при увеличении скорости тела его масса не остается постоянной, а растет в соответствии с формулой: где -масса покоящегося тела.

18. Почему стакан с горячим чаем и тот же стакан с холодным чаем имеют разные массы? Какая масса больше?

Связь между энергией и массой следует из закона сохранения энергии и того факта, что масса тела зависит от скорости его движения.

, Е=mc²

При нагревании чая в стакане ему сообщается определенная энергия. Скорость хаотического теплового движения молекул зависит от температуры, и увеличивается с нагреванием газа. Увеличение скорости движения молекул согласно формуле означает увеличение массы всех молекул. Следовательно, масса чая в стакане увеличивается при увеличении его внутренней энергии.
Другими словами, стакан с горячим чаем имеет большую массу, чем стакан с холодным чаем.

19. Что такое «дефект массы» и как он объясняется?

Дефект массы- разница м/у массой протонов и нейтронов, находящихся в свободном состоянии и массой протонов и нейтронов, находящихся в связанном состоянии, т.е.

∆m=m_p+m_n-m_яд=∆Е_св/С², где m_p-масса протона, m_n-масса нейтрона, m_яд-масса ядра, Е_св-энергия связи.

20. Почему возникла необходимость в создании общей теории относительности (ОТО)?

с ТО не согласуется всемирный закон тяготения

СТО рассматривает движение только в ИСО.

21.На каких принципах основана ОТО?

Принцип равенства гравитационной и инертной масс

Необходимость модификации Ньютоновской теории гравитации

Принцип движения по геодезическим линиям

Кривизна пространства-времени

Пространство-время ОТО и сильный принцип эквивалентности.

22.В чем суть принципа эквивалентности ОТО?

Эвристический принцип, использованный Альбертом Эйнштейном при выводе общей теории относительности. «Силы гравитационного взаимодействия пропорциональны гравитационной массе тела, силы инерции же пропорциональны инертной массе тела. Если инертная и гравитационная массы равны, то невозможно отличить, какая сила действует на данное тело — гравитационная или сила инерции». Следует различать «слабый принцип эквивалентности» и «сильный принцип эквивалентности». Сильный принцип эквивалентности: в каждой точке пространства-времени в произвольном гравитационном поле можно выбрать «локально-инерциальную систему координат», такую, что в достаточно малой окрестности рассматриваемой точки законы природы будут иметь такую же форму, как и в не ускоренных декартовых системах координат, где под «законами природы» подразумевают все законы природы.
Слабый принцип отличается тем, что слова «законы природы» заменяются в нем словами «законы движения свободно падающих частиц». Слабый принцип — это не что иное, как другая формулировка наблюдаемого равенства гравитационной и инертной масс, в то время как сильный принцип представляет собой обобщение наблюдений за влиянием гравитации на любые физические объекты.

23.Какие два типа массы тела различает ОТО? В какие фундаментальные законы классической механики входит каждый из этих типов массы?

Существует два понятия массы: первое относится ко второму закону Ньютона, а второе — к закону всемирного тяготения. Первая масса — инертная (или инерционная) — есть отношение негравитационной силы, действующей на тело, к его ускорению. Вторая масса — гравитационная — определяет силу притяжения тела другими телами и его собственную силу притяжения. Эти две массы измеряются, в различных экспериментах, поэтому совершенно не обязаны быть пропорциональными друг другу. Их строгая пропорциональность позволяет говорить о единой массе тела, как в негравитационных, так и в гравитационных взаимодействиях. Сам принцип был выдвинут ещё Исааком Ньютоном. В течение XX века экспериментальная техника позволила подтвердить равенство масс с относительной точностью 10−12—10−13. Иногда принцип равенства гравитационной и инертной масс называют слабым принципом эквивалентности.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: