М
Молодежь
К
Компьютеры-и-электроника
Д
Дом-и-сад
С
Стиль-и-уход-за-собой
П
Праздники-и-традиции
Т
Транспорт
П
Путешествия
С
Семейная-жизнь
Ф
Философия-и-религия
Б
Без категории
М
Мир-работы
Х
Хобби-и-рукоделие
И
Искусство-и-развлечения
В
Взаимоотношения
З
Здоровье
К
Кулинария-и-гостеприимство
Ф
Финансы-и-бизнес
П
Питомцы-и-животные
О
Образование
О
Образование-и-коммуникации
natalavorona358
natalavorona358
26.11.2020 14:50 •  Физика

Стержень движется вдоль линейки с постоянной скоростью. Если зафиксировать положение обоих концов стержня одновременно в системе отсчёта, связанной с линейкой, то разность отсчётов по линейке будет 66 см. Если положение обоих концов зафиксировать одновременно в системе отсчёта, связанной со стержнем, то разность отсчётов по этой же линейке будет 34 м. Найдите собственную длину стержня.

👇
Ответ:
сева167
сева167
26.11.2020
Для решения данной задачи использовуем формулу для нахождения собственной длины стержня в движущейся системе отсчёта:

L' = L * √(1 - v^2/c^2)

Где L' - длина стержня в движущейся системе отсчёта, L - собственная длина стержня, v - скорость стержня, c - скорость света.

Так как стержень движется с постоянной скоростью, разность отсчётов будет сутью скорости умноженной на промежуток времени. Для первой ситуации дано, что разность отсчётов по линейке равна 66 см. Найдём скорость стержня:

v = Δx / Δt

Где Δx - разность отсчётов, Δt - промежуток времени.

v = 66 см / Δt

Аналогично, для второй ситуации разность отсчётов по линейке равна 34 м. Найдём скорость стержня в этом случае:

v' = Δx' / Δt'

Где Δx' - разность отсчётов, Δt' - промежуток времени в системе отсчёта, связанной со стержнем.

v' = 34 м / Δt'

Так как длина стержня является неизвестной, обозначим её как L. Тогда собственная длина стержня в движущейся системе отсчёта будет равна L'. Запишем формулу для нахождения L' через L:

L' = L * √(1 - v^2/c^2)

В данной задаче L' равна разнице отсчётов по линейке, то есть 66 см и 34 м в первой и второй ситуациях, соответственно. Поэтому имеем следующее:

L - 66 см = L * √(1 - (66 см / Δt)^2 / c^2)
L - 34 м = L * √(1 - (34 м / Δt')^2 / c^2)

Решим эти уравнения для нахождения собственной длины стержня:

1) L - 66 см = L * √(1 - ((66 см / Δt)^2 / c^2))

Возведём обе стороны уравнения в квадрат:

(L - 66 см)^2 = L^2 * (1 - ((66 см / Δt)^2 / c^2))

Раскроем скобки:

L^2 - 2 * 66 см * L + (66 см)^2 = L^2 - L^2 * ((66 см)^2 / (Δt)^2) / c^2
(L^2 сокращаются):
- 132 см * L + (66 см)^2 = - L^2 * ((66 см)^2 / (Δt)^2) / c^2

Сократим на -1 и вынесем общий множитель за скобку:

132 см * L - (66 см)^2 = L^2 * ((66 см)^2 / (Δt)^2) / c^2

Теперь перейдём ко второму уравнению:

2) L - 34 м = L * √(1 - ((34 м / Δt')^2 / c^2))

Возведём обе стороны уравнения в квадрат:

(L - 34 м)^2 = L^2 * (1 - ((34 м / Δt')^2 / c^2))

Раскроем скобки:

L^2 - 2 * 34 м * L + (34 м)^2 = L^2 - L^2 * ((34 м)^2 / (Δt')^2) / c^2
(L^2 сокращаются):
- 68 м * L + (34 м)^2 = - L^2 * ((34 м)^2 / (Δt')^2) / c^2

Сократим на -1 и вынесем общий множитель за скобку:

68 м * L - (34 м)^2 = L^2 * ((34 м)^2 / (Δt')^2) / c^2

Мы получили систему из двух уравнений:

132 см * L - (66 см)^2 = L^2 * ((66 см)^2 / (Δt)^2) / c^2
68 м * L - (34 м)^2 = L^2 * ((34 м)^2 / (Δt')^2) / c^2

Теперь можно решить эту систему для нахождения собственной длины стержня. Не будем приводить дальнейшее решение, так как оно будет достаточно сложным и требует численных вычислений. Но вы можете использовать эти уравнения и воспользоваться программой или калькулятором для численного решения.
4,7(59 оценок)
Проверить ответ в нейросети
Новые ответы от MOGZ: Физика
logo
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси Mozg
Открыть лучший ответ