Проблема: Как связаны результаты измерения размеров тела, выполненные в разных СО.
Пусть объект движется. Простейший объект, имеющий размеры, это отрезок.
Простейшие измерения в СО, где отрезок неподвижен.
Для СО, где отрезок движется, есть проблема однозначности измерения его длины.
Решение проблемы: измерения координат концов отрезка надо производить одновременно (Dt’= 0), а затем вычесть из одной координаты другую.
Пусть отрезок расположен вдоль Х:
Δt = 0 для СО, где отрезок движется
Y Δl
Y¢
K¢ vo
K X¢
X
Используем формулу преобразований Лоренца для координат, куда справа входит Dt (чтобы использовать потом условие Dt = 0):
Dx’ = Г(Dх – V0Dt), отсюда – есть преобразование Лоренца для длины отрезка.
При движении длина отрезка уменьшается в Г раз.
Принято говорить, что “при движении отрезок сокращается”. Полная формулировка результата исследования:
Результат измерения длины отрезка в той СО, где он движется (Dx) будет меньше в Г раз меньше, чем в той СО, где он неподвижен (Dx’). Максимальной длиной отрезок обладает в той СО, где он неподвижен (собственная СО отрезка).
Задача. Пусть неподвижный отрезок направлен под углом a0 . Что произойдет при его движении? В СО К’ отрезок будет неподвижен, поэтому его угол a’ = a0 , а в СО К у отрезка будет новый угол a .
Y Y’ X’
vo
a’
X
Dy’ = Dy и Dx’ = Г Dx.
, поделим эти уравнения друг на друга: , отсюда
или ³ ’.
Окончательно a ³ a0 .
Напомним, что штрих ставится в той системе отсчета, где отрезок покоится.
Ответ:при движении отрезок сокращается и поворачивается, приближаясь к вертикали.
П.6.Преобразования Лоренца для скорости
Звук
Проблема: Как связаны результаты измерения скорости МТ, если измерения проведены в разных движущихся СО?
Решение: Для простоты будем считать, что система К’ имеет параллельные К оси и движется вдоль оси Х со скоростью VО .
Используем преобразования Лоренца и определение проекции скорости:
- формула преобразования Лоренца для продольной компоненты скорости.
Следствие: Величина скорости не может быть больше скорости света. Если v’ = c, то и v = c при любой скорости движения системы отсчета.
Замечание: В отличие от поперечных компонент радиус-вектора, поперечные компоненты скорости будут разными при измерении в движущихся СО.
.
Полезная приближенная формула преобразования скоростей: .