Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия: Скорость света
Форум «Всё о Паскале» > Образование и наука > Физика
danis
Драсти! помогите мне пож-ста разобраться в одной теор. задачке...

знач, так: Если машина будет двигаться со скоростью света, и если она включит свет, то что произойдет со светом?

заранее спасиба![color=#3333FF] smile.gif
volvo
Во-первых, не надо задавать вопросы в чужие темы...

А во-вторых... smile.gif Ну, и что будет со светом? Ты формулу сложения релятивистских скоростей знаешь?
danis
нет, не знаю...и потом, это можно объяснить и без каких либо расчетов(по крайней мере, мне так сказали)
volvo
Читай:
Как надо складывать скорости
Lapp
Цитата(danis @ 14.05.2006 13:19) *

Если машина будет двигаться со скоростью света, и если она включит свет, то что произойдет со светом?

Строго говря, машина не может двигаться со скоростью света. Фотоны - могут, т.к. их масса покоя равна нулю. А любое тело с неравной нулю массой покоя - не может, т.к. его масса должна быть равна бесконечности при этом. Но вопрос все же имеет смысл, если сказать "почти со скоростью света" - типа 0.99с или 0.999999с ..

Ответ на этот вопрос такой: свет от машины будет распространяться со скоростью c=300000 км/сек. Это верно как с точки зрения тех, кто находится в машине, так и тех, кто стоит на тротуаре, а также тех, кто едет во встречной машине с такой же скоростью. Это кажется совершенно невозможным, но это так. Ключ к решению этого "парадокса" лежит в относительности одновременности событий. Иначе говоря два события, которые одному наблюдателю кажутся одновременными, для другого (движущегося) наблюдателя произойдут в разные моменты времени. Слово "кажутся" тут не имеет отношения к чувственным иллюзиям, этот факт можно измерить часами. Соответственно, часы в разных (движущихся) системах идут по-разному. Опять же - это не иллюзия и не трюк: один человек проживет гораздо дольше другого, летая в ракете с высокой скоростью (это т.н. парадокс близнецов). Да и не только человек - время жизни (распада) частиц, движущихся с высокими скоростями, больше их нормального вермени жизни - и это уже не умозрительные рассуждения, а экспериментальный факт.

О Специальной Теории Относительности можно говорить долго, очень долго. Ты прочти ссылку, которую дал volvo, а потом спрашивай, что осталось непонятным.
Lapp
Раз автор темы молчит и ничего не спрашивает - видимо, ему все стало понятно.
Ну, а лично меня эти вопросы мучат всю жизнь (ну, почти smile.gif ) и полной ясности пока не видать.. Я добавлю тут некоторый материал по теме (флудить и модераторам негоже smile.gif ). Само название темы мне очень импонирует (volvo, respect! smile.gif ).

Вчера читал статью в последнем номере Scientific American. Статья про RHIC (произносится РИК), Relativistic Heavy Ion Collider, который начал работать в 2000 г. в Long Island, штат New York. Образно выражаясь, он двигает человечество вперед, показывая прошлое smile.gif. А именно, он позволяет экспериментально создать условия, которые существовали примерно в первые микросекунды (!) Большого Взрыва. В это время не было не то, что атомов, или хотя бы их ядер - не было даже протонов и нейтронов - кварки жили сами по себе в глюонном растворе..
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Основное отличие этого коллайдера от других в том, что он сталкивает не отдельные частицы (типа протоны), а целые ядра довольно тяжелых элементов (в частности, золота). Благодаря этому, создается очень малый объем с безумно высокой температурой - триллионы (~5*10^12) градусов, в миллионы раз больше, чем в центре Солнца. Конечно, на очень короткое время, но есть доказательства, что кварки действительно высвобождаются из конфайнмента (эффект возрастания притяжения кварков в протоне с расстоянием, делающий невозможным разбиение протона на кварки) и живот самостоятельно, хотя и все равно не имеют возможности убежать из-за чудовищной плотности. Там употреблено такое сравнение: узники все сразу убежали из тюремных камер, но остались в тюремном дворе, не имея возможности бежать дальше, так как толпа получилась очень тесная..

Пресказывать статью я тут не буду, это предмет все же другой темы, так что считайте все, написанное выше, преамбулой. А теперь перехожу к вопросу, который меня заставил вспомнить об этом треде..
Ускоритель этот работает на встречных пучках. Это значительно увеличивает эффективность, так как энергия не тратится на кинетическую энергию движения продуктов реакции как целого. С этим все ясно (достаточно сравнить соударение машины со стоящей машиной и с машиной, двигающейся навстречу smile.gif ). Но оказывается, что есть еще один интересный эффект, который влияет на соударение. К счастью, как это далеко не всегда бывает, эффект положительный (в смысле достижения поставленной цели).

В предыдущем посте я описал некоторые интересные факты, происходящие с временем при движении с высокими скоростями. Но суть СТО (Специальная Теория Относительности, © А.Эйнштейн) в том и состоит, что пространство и время оказываются увязаны в тесные соотношения. Так что изменяется не только течение времени, но и пространственные координаты. Выражаясь конкретнее, движущийся с большой скоростью объект сжимается (с точки зрения неподвижного наблюдателя) в направлении, параллельном скорости. Сжатие это сначала незначительное, но длина объекта стремится к нулю по мере приближения скорости объекта к скорости света. Формула этого сжатия (Лоренцево сокращение) такова:

l = l0*Sqrt(1-v^2/c^2)

где l0 - длина предмета в покое, а v - скорость его движения.
Так вот, суть в том, что ядро (золота) после разгона сжимается и с точки зрения неподвижного наблюдателя представляет собой некий блин, летящий своей плоскостью перпендикулярно скорости. Соответственно, точно такой же "золотой блин" летит ему навстречу. И когда эти два блина сталкиваются, общий объем занимаемого ими пространства получается гораздо меньше того, что получился бы при столкновении двух шаров! Таким образом плотность результирующей каши (даже плазмой не назовешь smile.gif ) увеличивается. Ну, не класс, а??

Сначала я не очень поверил в это (много случаев, когда автор статьи - корреспондент - плетет чушь). Но автор этой статьи (как это и принято в этом уважаемом журнале) - не корреспондент, а ученый.. После некоторого размышления, я пришел к выводу, что эффект действительно должен быть, хотя его картина не столь проста.. Нужно учитывать еще и время реакции, которое тоже подвержено аналогичным преобразованиям. Короче, есть, над чем еще подумать. Чтобы продемонстрировать некоторые аспекты этой проблемы, я приведу тут задачку, которую помню еще со школы, а вы ее порешайте smile.gif.

Задача из класса "парадоксов".
Представим себе тонкую плоскость, а в ней круглое отверстие диаметром D. Еще есть тонкий стержень длиной L, причем L немного больше D. Стержень расположен параллельно плоскости, поворачивать его нельзя. Конечно, просунуть его в отверствие при таких условиях не удается. Тогда поступаем следующим образом..
Разгоняем стержень вдоль плоскости до достаточно большой скорости - так, чтобы его длина сократилась до размера, меньшего D. Затем придаем ему небольшую скорость по направлению к плоскости. Подгадываем момент так, чтобы он подошел к плоскости, как раз пролетая мимо отверствия. Поскольку его длина теперь меньше диаметра - он пройдет в отверстие.
Таким образом - налицо парадокс. Мы протащили черта через игольное ушко. Так ли это на самом деле?
Bokul
Цитата
Так ли это на самом деле?

Ну если такой вопрос поставлен, то скорее всего нет...

Мои розмышления:
Цитата
движущийся с большой скоростью объект сжимается (с точки зрения неподвижного наблюдателя)

Относительно плоскости стержень сократится в розмерах, но и относительно стержня отверствие будет
иметь такую самую скорость (только направленую в другом направлении), а значит и оно (относительно стержня) тоже сократится в размерах.
Lapp
Цитата(Bokul @ 19.05.2006 5:04) *

Ну если такой вопрос поставлен, то скорее всего нет...

Ход мысли ясен smile.gif. Да, стержень, конечно, не пролезет. Иначе он с точки зрения двух разных наблюдателей в результате оказался бы по разные стороны плоскости, что против здравого смысла (которого нужно всегда стараться придерживаться smile.gif ). Более того, ... впрочем, об этом чуть ниже.
Цитата(Bokul @ 19.05.2006 5:04) *

Относительно плоскости стержень сократится в розмерах, но и относительно стержня отверствие будет
иметь такую самую скорость (только направленую в другом направлении), а значит и он тоже сократится в
размерах.

Нет, перейдя в некоторую систему отсчета, нужно в ней и оставаться и все вычисления производить в ней. Вспомни обычную физику - все значения скоростей (размеры там не меняются, слава Богу) нужно брать в выбранной системе отсчета! Вот и здесь: наблюдатель стоит, стержень летит. Стержень сжат (хотя с точки зрения Бэтмена, сидящего на нем верхом - вовсе нет!). Дырка осталась прежних размеров. Так что все пока правильно: размер стержня действительно меньше размера дыры. И раз уж мы знаем ответ, то поставим вопрос иначе: почему он все-таки не пролезет?

А вот (продолжаю начатое выше рассуждение) если перейти в систему отсчета стержня и посмотреть глазами Бэтмена, то не стержень, а именно дырка уменьшится в размере! И когда мы начнем тихонько толкать стержень (маленький, с нашей позиции) к дырке, у бедного Бэтмена помутится рассудок, и он заорет: "АААаааааа!! НЕ НАДАААААА!"... smile.gif
Dr.Bugy
С точки зрения Бэтмена дырка уменьшится, а с точки зрения наблюдателя стержень.
А на самом деле то что-то изменится в размерах или нет?
Lapp
Цитата(Dr.Bugy @ 21.05.2006 1:59) *

С точки зрения Бэтмена дырка уменьшится, а с точки зрения наблюдателя стержень.
А на самом деле то что-то изменится в размерах или нет?

Это все происходит на самом деле. Попробуй сравнить твой вопрос с таким:
С точки зрения стоящего человека скорость полета птицы одна, с точки зрения едущего в машине человека - другая - а какая же она на самом деле?
В обычной (Галилеево-Ньютоновой) механике относительна скорость. А в Эйнштейновой - не только скорость. Но это все не менее реально. Правда, есть одно особенное, выделенное положение - это когда тело покоится в системе координат. Тогда размер тела максимальный. Во всех остальных системах он меньше. Но не менее реальный. Это, кстати, подтверждается данными из той статьи, про которую я говорил.

Иначе говоря, хоть скорость стенки и нулевая, удариться об нее лбом не так приятно. Ее относительная скорость (относительно бегущего к ней человека) вполне реальна smile.gif .
Dr.Bugy
2lapp Не совсем понял, ведь если:
Цитата
С точки зрения стоящего человека скорость полета птицы одна, с точки зрения едущего в машине человека - другая - а какая же она на самом деле?
На самом деле скорость птици неизменна, она как литела так и летит, просто если человек едит в машине его скорость приближается к скорости птици и ему кажется скорость полёта птици меньшей нежели человеку прости стоящему. Так это понимаю я.
Ладно, наворное не дорос ещё до таких заумных вещей, как будет время прочитаю предложенную вами статью, может разберусь.
Lapp
Цитата(Dr.Bugy @ 21.05.2006 16:45) *

На самом деле скорость птици неизменна, она как литела так и летит, просто если человек едит в машине его скорость приближается к скорости птици и ему кажется скорость полёта птици меньшей нежели человеку прости стоящему.

Это не кажимость. Просто тебе естественно считать землю выделенной ситемой и скорость птицы измерять отностительно нее. Но на самом деле все системы отсчета эквивалентны (и это первым сказал не Эйнштейн, а Галилей). Постарайся понять, что у скорости нет абсолютного значения. Проникнись этой идеей. Само понятие скорости существует только в некоторой системе отсчета - его нет без нее! И все скорости в разных системах отсчета одинаково значимы, среди них нету главной.
Цитата(Dr.Bugy @ 21.05.2006 16:45) *

Ладно, наворное не дорос ещё до таких заумных вещей, как будет время прочитаю предложенную вами статью, может разберусь.

Забавно рассуждаешь.. smile.gif Это отговорка, и не более того, и я не понимаю, зачем тебе отговорки перед самим собой smile.gif. Если есть интерес - спрашивай, ищи ответы..
Та статья - я уже говорил, она вообще-то на другую тему, и там нет никаких объяснений. Только результаты экспериментов и попытка их интерпретации. Тебе бы лучше почитать что-то по СТО.. Есть очень много хороших книг, разного уровня, с примерами и рассуждениями. Среди них есть более физичные и с упором на матекатику - и тот и другой подход желательно освоить. Ведь все это есть не что иное как геметрия в Римановом пространстве. И вообще физика и математика смыкаются - чем дальше, тем больше..

А задача пока остается нерешенной. Господа, шевелите мозгами! smile.gif. Может, я запугал вас заумными рассуждениями?.. smile.gif Там все просто. Достаточно взять лист бумаги, карандаш и присесть к столу минут на пять-десять..
Bokul
Цитата
Есть очень много хороших книг, разного уровня, с примерами и рассуждениями.

Можеш посоветовать? rolleyes.gif
Только не слишком сильного уровня, без высшей математики, более физического наклона...
Lapp
Цитата(Bokul @ 22.05.2006 8:43) *

Только не слишком сильного уровня, без высшей математики, более физического наклона...

Хорошая книга, которую прочло не одно поколение уже:
Мартин Гарднер, "Теория относительности для миллионов" (Martin Gardner, "Relativity Simply Explained").
Она написана в шутливом тоне, очень популярно. Никак нельзя рассматривать ее как учебное пособие, но для первого ознакомления - в самый раз.
Боюсь, на русском не купишь - она давно не издавалась (с конца 60-х), а на английском легко купить (скажем, на Amazon'е).
Конечно, есть еще много хороших книг по этому вопросу, но сейчас не упомню.. Может, потом, по ходу дела smile.gif
Dr.Bugy
Цитата
Забавно рассуждаешь.. smile.gif Это отговорка, и не более того, и я не понимаю, зачем тебе отговорки перед самим собой smile.gif .
Отговорка затем, что просто слишком много иформации, както, низнаю, всё сразу не влезает чтоли sad.gif . Сейчас упорно изучаю различные аспекты создания компиляторов, сопутно заинтересовался и многими другими языками программирования, плюс, учёба часть ресурсов отнимает.
Цитата
Если есть интерес - спрашивай, ищи ответы..
Инетерес есть, ни могли сказать,пожалуйста, что такое Риманово пространство ?

З.Ы.: теперь понял, про разные точки зрения, скорости и размеры.
Lapp
Цитата(Dr.Bugy @ 22.05.2006 18:41) *

Инетерес есть, ни могли сказать,пожалуйста, что такое Риманово пространство ?

Пожалуй, с Римановой геометрией я немного переборщил (или поспешил).. smile.gif Она представляет собой более общий случай и имеет дело с пространствами переменной кривизны. Тем самым она имеет непосредственное отношение к ОТО, Общей Теории Относительности, которая является вторым детищем Эйнштейна и служит базой нынешней теории гравитации.

Для СТО более важной является так называемая геометрия Минковского, геометрия четырехмерного пространства-времени с определенным образом заданной метрикой (расстоянием между точками). Также непосредственное отношение к СТО имеет геометрия Лобачевского, которая была развита гораздо раньше (в первой половине XIXв) как совершенно абстрактный предмет - и лишь потом выяснилось, что она описывает геометрию пространства скоростей СТО. После ознакомления с основными принципами СТО в пространстве Минковского очень рекомендую проследить законы геометрии Лобачевского. К сожалению, не могу рекомендовать конкретной литературы... Если получится, можно попробовать потихоньку (если меня будут подталкивать) развивать эту тему здесь..

Ну, кто имеет соображения по задаче про стержень и дырку? Повторяю, ничего сложного в ней нет. Хороший рисунок все решает. smile.gif
Dr.Bugy
2lapp
Мне это очень интерсно, ведь, ещё год (да что там и месяц) назад я и подумать не мог, что такими вещами заинетересуюсь, неожиданно для себя, ТО оказалась довольно увлекательна! Короче я на все 100% за развитие темы!!!
У меня появилось несколько впросов.
1. Вы писали:
Цитата(lapp @ 19.05.2006 2:24 )
летящий своей плоскостью перпендикулярно скорости.
Как плоскость может быть перпендикулярна скорости?
2. Не могли бы рассказать, что такое... ну в общем всё (кроме СТО) из предидущего поста?
Lapp
Цитата(Dr.Bugy @ 23.05.2006 18:03) *

оказалась довольно увлекательна!

smile.gif Это не просто увлекательно, это самое увлекательное, что только может быть smile.gif (я имею в виду фундаментальную физику). Ведь это первооснова всего!
Цитата(Dr.Bugy @ 23.05.2006 18:03) *

Как плоскость может быть перпендикулярна скорости?

Лоренцево сокращение происходит именно в направлении движения предмета. То есть, если это тонкий стержень, и он расположен вдоль скорости, то он сократится. Если перпендикулярно - сокращения не будет (ну, или он станет еще тоньше smile.gif ). Если летит сфера, то она сплющится именно в направлении скорости. При этом, если сокращение сильное, получится блин (условно), а блин - это плоская структура. И плоскость его будет расположена перпендикулярно его скорости. Тот, кто летит вместе с блином, ничего не заметит. А сторонний наблюдатель (неподвижный) увидит, что действительно летит блин, и летит он не боком, как летающие тарелки, а так, как показано на рисунке:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Цитата(Dr.Bugy @ 23.05.2006 18:03) *

2. Не могли бы рассказать, что такое... ну в общем всё (кроме СТО) из предидущего поста?

Если на то пошло, то я продолжу. Не знаю, сколько я смогу это делать - это будет зависеть и от меня, и от тех, кто читает эту тему. По большому счету, мне достаточно одного слушателя smile.gif - главное, чтоб не вышло как с Геллой.. sad.gif Я буду признателен за короткие мессаджи в ответ - вопросы или просто так - чтоб знать, что люди слушают. Ну и добавления (или исправления) тоже welcome - все же форум есть форум, обсуждение.
Bokul
Новая идея:
Цитата
движущийся с большой скоростью объект сжимается (с точки зрения неподвижного наблюдателя) в направлении, параллельном скорости

Стержень сожмется до размерав мениших отверстия, так как он был направлен параллельно скорости,
но когда ему придадут ище одну скорость в направлении плоскости, пускай и не значительную,
его результирующая скорость перестанет быть направленой в одну сторону что й стержень, а значит
и сожмется он по-другому...
Опять неправильно? unsure.gif
Dr.Bugy
Цитата(lapp @ 07:14 )
перпендикулярно его скорости
Я вроде понял скорость здесь это напрваление движения. Да?
Провёл практический эксперимент smile.gif, просто как-то спантанно решил произвести его,, через закреплённный (скотчем на секритере) лист бумаги с прорезанным отверстием пропустил карандаш длинной чуть большей, чем отверстие.
Результат: Лист бумаги был разорван.
Наверно результатами опыта ничего не подтверждают (или я не смог сделать должных выводов)но всёже lapp можеш сказать на правильном ли я пути или я вообще какой-то бред сейчас нёс ?
Bokul
Цитата
Провёл практический эксперимент , просто как-то спантанно решил произвести его,, через закреплённный (скотчем на секритере) лист бумаги с прорезанным отверстием пропустил карандаш длинной чуть большей, чем отверстие.
Результат: Лист бумаги был разорван.

Суть в том чтобы карандаш двигался со скоростью близкой к скорости света, тогда, судя по тому
что написал lapp, он сожмется в том самом направлении что й скорость. smile.gif
Lapp
Цитата(Bokul @ 24.05.2006 8:53) *

Стержень сожмется до размерав мениших отверстия, так как он был направлен параллельно скорости,
но когда ему придадут ище одну скорость в направлении плоскости, пускай и не значительную,
его результирующая скорость перестанет быть направленой в одну сторону что й стержень, а значит
и сожмется он по-другому...

good.gif
Не останавливайся на полпути. Сделай полноценное решение.
Цитата(Dr.Bugy @ 24.05.2006 20:07) *

Я вроде понял скорость здесь это напрваление движения. Да?
Провёл практический эксперимент smile.gif, просто как-то спантанно решил произвести его,, через закреплённный (скотчем на секритере) лист бумаги с прорезанным отверстием пропустил карандаш длинной чуть большей, чем отверстие.
Результат: Лист бумаги был разорван.
Наверно результатами опыта ничего не подтверждают (или я не смог сделать должных выводов)но всёже lapp можеш сказать на правильном ли я пути или я вообще какой-то бред сейчас нёс ?

Dr.Bugy, скорость - это вектор, то есть математический объект, имеющий и величину, и направление. Да, я имею в виду скорость объекта, который находится под наблюдением. Его сжатие происходит только в одном направлении, и это направление совпадает с направлением вектора его скорости.
Если нужна какая-то помощь по самому понятию вектора - дай мне знать. По умолчанию я полагаю, что это концепция известна.
Эксперимент твой в целом верный, но он не мог дать разумного результата, поскольку эффект сжатия становится ощутим и различим только при очень больших скоростях. Я приводил выше формулу для Лоренцева сокращения. Давай попробуем вычислить скорость, при которой сокращение станет равным, ну, скажем одной тысячной доле размера (то есть 0,1%).


(l0 - l)/l0 = (l0 - l0*Sqrt(1-V^2/c^2))/l0 = 1 - Sqrt(1-V^2/c^2)
Приравниваем это к нашей желаемой величине сокращения:
0.001 = 1 - Sqrt(1-V^2/c^2)
0.999 = Sqrt(1-V^2/c^2)
0.999^2 = 1 - V^2/c^2
Округляем 0.001999 до 0.002
0.002 = V^2/c^2
Берем Sqrt(0.002) приблизительно равным 0.045
V = 0.045c
Скорость света с=300000 км/с .
V=0.045c=13500 км/с

Как видишь, для того, чтобы метровый стержень сжался на миллиметр, он должен двигаться со скоростью тринадцать с половиной тысяч км/с. Для сравнения, нынешние ракеты разгоняются до скоростей порядка 10 км/с, то есть примерно в тысячу раз меньших. Если подставить эту скорость в формулу, то получим сокращение примерно 5*10^-10 (или 0.00000005%).

В твоем эсперименте скорости вряд ли превышали десятки метров (не километров!) в секунду.. Поэтому он заранее был обречен на провал - независимо от правильного ответа на задачу...

P.S.
В ходе написания этого сообщения я заметил и исправил ошибку в формуле для Лоренцева сокращения (в сообщении №6 выше) - там было деление вместо умножения. Обидно, но я не могу гарантирвать отсутствие ошибок (особенно в моей любимой арифметике smile.gif ), так что прошу всех, кто читает, обращать внимание и при случае сообщать мне об ошибках или неточностях. Прошу меня понять - времени на тщательную проверку не хватает, а многие мессаджи пишутся далеко за полночь..
Bokul
Цитата
Его сжатие происходит только в одном направлении, и это направление совпадает с направлением вектора его скорости.

Любую скорость можно спроектировать на оси, можно ли это сделать со сжатием?
С направлением какой скорости? Результирующей? Или можно скорость проектировать
на оси, и относительно их применять уравнения Лоренцова?
Или же надо брать направления оси, совпадающие с направлением результирующей скорости,
и относительно ее сжимать стержень?
Если последнее, то я не могу представить это сжатие, не проектируя его на оси.
Или его вообще не будет?

P.S извините, что придираюсь к словам, просто без этого не могу понять проблему до конца.
Lapp
Цитата(Bokul @ 25.05.2006 5:38) *

Любую скорость можно спроектировать на оси, можно ли это сделать со сжатием?

Проектировать (раскладывать) можно вектор. Сжатие - не вектор.
Проекции тут не нужны. Отталкивайся от полной скорости.
Lapp
> Или можно скорость проектировать на оси,
> и относительно их применять уравнения Лоренцова?
Ни в коем случае! Сжатие - не вектор.

> Или же надо брать направления оси, совпадающие
> с направлением результирующей скорости,
> и относительно ее сжимать стержень?
Да

> Если последнее, то я не могу представить это сжатие,
> не проектируя его на оси.
Можешь. Нарисуй хорошую картинку.
Постарайся правильно понять термин "сжатие".
Тут можно провести некий "эксперимент" - нарисуй линию (отрезок) на куске резины (типа рваный шарик) и попробуй его (кусок) растягивать (растяжение аналогично сжатию) в разных направлениях - вдоль линии, поперек и под углом..

> Или его вообще не будет?
Будет! smile.gif

> извините, что придираюсь к словам, просто без этого не могу понять проблему до конца.
Не за что извиняться! smile.gif


Цитата(Bokul @ 25.05.2006 5:38) *

... применять уравнения Лоренцова?

Вот так и создается миф, что русские везде преуспели.. smile.gif шутка.
Нам не надо чужой славы - у нас есть Лобачевский!! и не только..
Bokul
Цитата
(растяжение аналогично сжатию)


Не понял: аналогично или противоположно? blink.gif
Lapp
Цитата(Bokul @ 25.05.2006 6:39) *

Не понял: аналогично или противоположно? blink.gif

Численно противоположно, но по сути аналогично. То есть тот эффект, о котором я пытаюсь сказать, будет заметен.
Bokul
Цитата
Тут можно провести некий "эксперимент" - нарисуй линию (отрезок) на куске резины (типа рваный шарик) и попробуй его (кусок) растягивать (растяжение аналогично сжатию) в разных направлениях - вдоль линии, поперек и под углом..

А это не даст тот же самый эффект, что й при проекции?
Lapp
Цитата(Bokul @ 25.05.2006 6:48) *

А это не даст тот же самый эффект, что й при проекции?

Так посмотри - и увидишь..
Ладно, скажу.
Ты всегда можешь разложить скорость на две составляющие: вдоль стержня и поперек. Та, что вдоль, сожмет его. А перпендикулярная - ничего не сделает (считаем толщину стержня нулевой). Эффект кажется осмысленным - но на самом деле он неверный.
Поэкспериментируй с резиной..
zZz
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

вот...

при даже незначительном изменении изменении угла направления скорости, его проекция на плоскость перпендикулярную направлению движения(при учете значительной действительной длинны стержня) будет быстро увеличиваться, как это показано на рисунке, из чего следует, что стержень не сможет пройти сквозь отверстие, не задев его...
Lapp
Цитата(zZz @ 25.05.2006 12:14) *

при даже незначительном изменении изменении угла направления скорости, его проекция на плоскость перпендикулярную направлению движения(при учете значительной действительной длинны стержня) будет быстро увеличиваться, как это показано на рисунке, из чего следует, что стержень не сможет пройти сквозь отверстие, не задев его...

Неубедительно! То есть просто совсем.. sad.gif Слишком пространно.
Интересно, хоть кого-нить здесь это решение убедило?

но все же чуть-чуть теплее нуля.. smile.gif
zZz
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

а так?:

стержень будет сжиматься в линию 13 или параллельную ей, линия 12 - проекция 13 на плоскость параллельную плоскости стенки, получающаяся при поступательном движении стержня(а значит линии проэкции параллельны вектору скорости), очевидно что 12>L, где L- длинна стержня, по условию L>D, где D=AB - т.е. отверстие, => стержень не пройдет... Чем не доказательство? однако интересно послушать замечания по нему, если есть))))
Lapp
Цитата(zZz @ 25.05.2006 15:24) *

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Чем не доказательство? однако интересно послушать замечания по нему, если есть))))

Замечания есть.

1. Что значит фраза: "стержень будет сжиматься в линию 13 или параллельную ей"? Выразись яснее.

2. Твоя точка 1 находится в левом нижнем углу, а линия 23 проходит через правый верхний угол.. Я не раз говорил: стержень тонкий. По сути, о него нулевая толщина. Иными словами, от толщины рассматриваемый эффект не зависит.

Но стало еще теплее, похоже.. smile.gif
zZz
Цитата
Что значит фраза: "стержень будет сжиматься в линию 13 или параллельную ей"? Выразись яснее.


он сжиматься будет в зависимости от направления вектора скорости, значит при скоростях близких к скорости света он сожмется в "блин" который будет паралеллен 13 и он будет двигаться поступательно вдоль вектора скорости

другими словами "блин" 13(хотя если быть строгим, будет прямая лишь близкая к 13, но их проекции 13 и блина одинаковы), двигаясь поступательно вдоль вектора скорости пройдет каждой своей точкой по прямой 12

Цитата
Твоя точка 1 находится в левом нижнем углу, а линия 23 проходит через правый верхний угол.. Я не раз говорил: стержень тонкий. По сути, о него нулевая толщина. Иными словами, от толщины рассматриваемый эффект не зависит.


ну раз стержень тонкий (я не против, просто не знал, не внимательно видимо читаю, или просто не обращаю внимание на такие мелочи smile.gif ) то точка 2 будет лежать на верхней левой части стержня, тогда все остально док-во остается прежним, и тогда стержень сможет пройти только в отверстие AB=12=L(в случае тонкого стержня)

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

так, надеюсь, лучше?
Dr.Bugy
Блин, мозги раком встают пол дня варил так ничего и не понял,запутался, завтра постораюсь разобраться, что к чему.
Вопросик появился,не в тему последней дискусии,но вроде близкой к общей тематике темы, про уменьшение удаляющихся обьектов. К чему бы я это спросил, вспомнил просто в классе седьмом нам учительница сказала есть геометрия обычная которую мы в 7 классе проходили, а есть геометрия ...(назвала учёного,но конечно,давно это было и как завут учёного не помню) ... и как пример привела вроде параллельные линии,да?!,а в дали они пересекаются.
Lapp
Цитата(zZz @ 25.05.2006 16:06) *

так, надеюсь, лучше?

Да, так лучше smile.gif. В объяснении должна быть ясность (кстати, слова однокоренные smile.gif ).
Итак, задачу можно считать решенной. Первым идею высказал Bokul, но завершил решение zZz.
Но, если честно, я не вполне уверен, что все поняли решение, так что позволю себе привести некоторое пояснение (опять тот же корень smile.gif ).

Итак, действительно: слова о том, что поперечная скорость мала и ни на что не повлияет - чистейшей воды попытка сбить с толку. Нужно рассматривать полную скорость.
Полная скорость не равна простой векторной сумме продолной и перпендикулярной скоростей (в СТО свои законы сложения скоростей, об этом позже), но нас это сейчас не интересует. Главное, что она направлена в дыру. То есть будем считать, что линия вектора скорости, проходящего через центр стержня, пройдет точно через центр дыры.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Как будет происходить сжатие? Для того, чтобы это легче было себе представить, будем считать, что наш стержень есть диагональ (BD) некоего прямоугольника, одна из сторон которого параллельна скорости (ABCD). Под действием Лоренцева сокращения он сожмется в A'B'C'D'. Соответственно, положение стержня теперь будет B'D'.

Главное, на что следует обратить внимание тут, это то, что стержень не просто уменьшился в длине - он повернулся! Причем, повернулся не так, чтобы было проще пролезть в дыру, а как раз наоборот sad.gif. Тонкие линии показывают, куда будут смещены точки при движении. Видно, что шансов пролезть в дырку у стержня нет никаких, так что ответ на задачу мы нашли, но я хотел бы обратить внимание на еще один интересный факт, следующий из построения.

Красные линии у дырки - положение стержня при подлете, причем я утолщил среднюю часть (изначально равную размеру дырки), которая прошла бы в дырку, если бы края не помешали. Допустим, что так оно и есть, стержень действительно был равен по длине размеру дыры. Тогда он проходит в нее - как в нормальных условиях, так и в рассматриваемом случае косого подлета на субсветовой скорости. Но, поскольку его размер равен дыре, он слегка касается краев. То есть происходят два события: касание концом B и касание концом D. В нормальных условиях эти два события происходят одновременно. А при косом подлете на большой скорости? Мы видим, что сначала происходит касание концом D, а потом касание концом B (порядок мог бы быть обратным, если бы стержень летел с другой стороны).

Это та самая относительность одновременности, которую я упомянул в самом начале (кажется, в первом ответе в эту тему). Как видите, факт очень простой, хотя и вызывает некоторое недоумение. Если интерес слушателей не иссякнет, мы еще обсудим это более подробно..
Bokul
А и за чего вообще проходит сжатия и как быстро?
Lapp
Цитата(Bokul @ 26.05.2006 3:47) *

А из-за чего вообще проходит сжатие и как быстро?

Bokul, этот вопрос (по крайней мере первая половина его) и есть предмет всей Теории, так что полный ответ на него я смогу дать не сразу. Но я попробую сейчас привести некую аналогию, которая, может быть, прояснит ситуацию. Только помни - это лишь внешняя аналогия, никакой глубокой физической подоплеки тут нет!

Представь себе, что ты смотришь широкоформатный фильм на обычном экране, причем используется все пространство экрана (нет пустых полос снизу и сверху). Изображение будет казаться сжатым с боков - то есть все люди будут тощими и длинными, с вытянутыми черепами. Так? А теперь представь себе, что кто-то из персонажей ложится... Он тут же становится коротеньким и толстеньким.

Можно сказать, что просмотр широкоформатного фильма на обычном экране - это модель наблюдения за быстро движущимися объектами. То есть типа они все летят в ракете, и ракета эта летит справа налево - или слева направо, как хотите, но по горизонтали.
Теперь скажи:

1. это иллюзия?
Нет, не иллюзия. Ты можешь подойти к экрану и измерить линейкой - все правда, пропорции изменены. Так же мы могли бы проверить размеры ракеты и всего, что в ней, если бы имели такую возможность (напоминаю, что нужно измерять летящую с чудовищной скоростью ракету, находясь в неподвижной системе). Более того, мы бы увидели, что космонавт тощий и длинный, если он стоит лицом вперед по движению ракеты, и он становится вдруг маленьким и толстым, как только ложится вдоль направления ее движения.

3. как быстро происходит это сжатие?
Никак. У него просто нет скорости. Можно сказать, что оно мгновенно, но это не совсем верно, потому что его нету как физического процесса. Это просто свойство пространства. Оно такое уже есть.

2. изменились ли от нашего такого просмотра действительные пропорции актеров?
Нет, не изменились. Самих реальных актеров можно уподобить (в нашей аналогии) внутренней системе отсчета, закрепленной в ракете. Никто из космонавтов не заметит никаких изменений размеров, их заметят только наблюдатели в движущейся относительно них системе.

Еще раз: это только внешняя аналогия, и она упускает многое - например, растяжение времени. Хотя, переходя уже в область поэтических метафор, можно сказать, что пленка замораживает время, и актеры останутся на ней вечно молодыми - но тут уже несоответствие экрана ни при чем.. smile.gif
zZz
к вопросу о течении времени:

две ракеты движутся вдоль одной прямой, каждая при скоростях близких к световым, при заданом начальном расстоянии между ними в с.о.(системе отсчета) связанной с Землей, скорости так же заданы (в с.о. Земли), после истечения какого-то заданного времени в с.о. первой ракеты из нее (первой ракеты) испускается пучок фотонов, нужно определить сколько времени прошло в с.о. второй ракеты к моменту когда этот пучок догонит ее...

последовательность моих действий: для начала определил время которое прошло в с.о. Земли к моменту испускания пучка фотонов, при помощи найденного времени нашел новое расстояние между ракетами, далее пучок фотонов будет догонять вторую ракету со скоростью равной разности скорости света и скорости второй ракеты(с учетом векторов естественно), отсюда находится время которое на это потребуется, оно складвыется с тем временем которое нашли сначала, и далее переводим его из с.о. Земли в с.о. второй ракеты...

я прав?
Lapp
Цитата(zZz @ 26.05.2006 13:30) *
последовательность моих действий: для начала определил время которое прошло в с.о. Земли к моменту испускания пучка фотонов, при помощи найденного времени нашел новое расстояние между ракетами, далее пучок фотонов будет догонять вторую ракету со скоростью равной разности скорости света и скорости второй ракеты(с учетом векторов естественно), отсюда находится время которое на это потребуется, оно складвыется с тем временем которое нашли сначала, и далее переводим его из с.о. Земли в с.о. второй ракеты...

я прав?

Либо ты не совсем прав, либо я не совсем тебя понял. В целом рассуждения правдоподобные: действительно, нужно перейти в какую-либо одну систему и работать в ней. Разумно, если это будет СО второй ракеты. Значит, нужно пересчитать в эту систему событие выпуска сигнала с первой ракеты. Далее, сигнал будет двигаться со скоростью света в этой системе (как и в любой другой), а поскольку вторая ракета в ней стоит, то достаточно знать расстояние между ракетами в момент выпускания сигнала (в СО второй ракеты).

Не совсем понятно, что ты подразумевал под фразой про разность скоростей, да еще и с учетом векторов. Во-первых, скорости в СТО не просто складываются и вычитаются, а во-вторых - при чем тут векторы, если все движения происходят вдоль одной прямой?
zZz
насчет векторов, я хотел сказать ведь если ракета и сигнал будут двигаться в одну сторону, то скорость с которой сигнал будет догонять ракету будет меньше скорости света (в со земли) т.е. вектор - направление скоростей(простите что непонятно выразился) Я считал в со земли а не второй ракты потому что не знал как поведут себя расстояния между ракетами, будут ли они изменяться? не знаю... а в со Земли конечно дольше считать но понятнее... будет ли справедливо Лоренцево сокращение для расстояний между ракетами?
Это текстовая версия — только основной контент. Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, нажмите сюда.