תורת היחסות לדמויות: התוכן פשוט הסביר
כאשר חושבים על תורת היחסות, הנוסחה E = mc² בדרך כלל עולה בראש. טיפ מעשי זה יגיד לך על מה הנוסחה הזו עוסק ומה כדאי לדעת על "תורת היחסות".
תורת היחסות פשוט הסבירה
תורת היחסות עוסקת במרחב, בזמן ובגרביטציה והייתה אבן דרך אמיתית בפיזיקה. דברים רבים כמו נסיעה של עיוות ונסיעות בזמן הפכו מעט יותר לאפשריים. זה מורכב משתי תיאוריות.
- תורת היחסות המיוחדת. זה מסביר את התנהגות הזמן והמרחב מנקודת מבטו של הצופים.
- תיאוריית היחסות הכללית. הוא מתאר את כוח המשיכה כעקמומיות של זמן ומרחב, הנוצרת, למשל, על ידי המונים גדולים כמו כוכבים.
הכרזה
בפיזיקה מערכת התייחסות נקראת מבנה מרחבי-זמני, הנדרש לתאר תהליכים תלויי מיקום במדויק. מערכת אינרציאלית היא מערכת הפניה בה חלקיקים נטולי כוח נחים או חוצים נתיבים ישרים במהירות קבועה. לדוגמה, הזמן עובר לאט יותר במערכת אינרציאלית אחת מאשר במערכת אחרת.
- על פי תורת היחסות המיוחדת של איינשטיין, כל המערכות האינרציאליות שוות באופיין. אם הזמן עובר מהר יותר במערכת אחת מאשר במערכת אחרת, שני המאפיינים חלים. הזמן טס מהר ובאותו הזמן באופן רגיל.
- עם זאת, יש לציין ששום מערכת, עצם או חלקיק אינם יכולים להיות מהירים מאור. במהירות 299792.458 קמ"ש מהירות האור (ג) היא גבול עליון למהירויות. לרוע המזל, טיסה של חללית במהירות "כפולה ממהירות האור" בכמה סרטי מדע בדיוני אינה אפשרית.
E = mc² - פירוש הדבר הנוסחה
כמעט כולם מכירים אותם, אך איש אינו יודע להשתמש בהם בפועל: אנו מדברים על הנוסחה המפורסמת E = mc². בעזרתו ניתן לחשב את האנרגיה בהתאם למסה היחסית.
- לדברי איינשטיין, אנרגיה ומסה (למשל עם חלקיקים) שווים זה לזה.
- ניתן לחשב את סך האנרגיה (E) באמצעות הנוסחה E = mc² עם m = m ': √ (1 - v²: c²). במקרה זה m 'הוא המיסה במנוחה. עם זאת, לא ניתן להחיל את הנוסחה על פיזיקה "קלאסית", אלא חלה רק על פיזיקה רלטיבית.
תורת היחסות: מהם הרחבת זמן וכיווץ אורך?
בהתאם למהירות (של אובייקט), ניתן להשפיע על הזמן (שעובר ביחס לצופה) או אורך (של האובייקט). זמן ואורך תלויים במהירות.
- ככל שהאובייקט נע במהירות בחלל, הזמן האיטי עובר יחסית למתבונן במנוחה. אפילו בסביבת המונים גדולים הזמן עובר לאט יותר. אתה יכול למצוא מידע מפורט יותר במאמר שלנו בנושא "הרחבת זמן".
- כאשר חפץ נע במהירות גבוהה בחלל, דוחס גם אורכו (בכיוון המהירות). גם כאן תוכלו למצוא מאמר נפרד העוסק בהתכווצות אורך.
עקמומיות של מרחב וזמן: המונים גדולים בחלל
לבסוף, אנו רוצים להקדיש את עצמנו להמונים הגדולים בחלל (כמו כדור הארץ).
- כפי שאתה כבר יודע מהמאמר שלנו בנושא הרחבת זמן, הזמן עובר לאט יותר ליד המונים גדולים.
- המונים גדולים, כמו כוכב, מרחפים כפיפה (וזמן). אתה יכול לחשוב על תופעה זו כבד גדול ש"מתכופף "כשמניחים עליו משהו כבד כמו אבטיח. זמן החלל מעוקל באופן דומה. המשמעות היא שהאור מוסח גם על ידי המונים גדולים.
תורת היחסות של אינשטיין: אתה אמור להיות מסוגל להשתמש בנוסחאות אלה
נוסחאות שונות משמשות בפיסיקה רלטיבית. אנו נראה לך את החשובים ביותר שאתה צריך לדעת.
$config[ads_text5] not found- הנוסחה לזמן היחסי היא ∆t '= ∆t: √ (1 - v²: c²). בדוגמה זו נרצה לחשב כמה שניות עוברות במערכת שנעת במהירות 200000 קמ"ש: ∆t '= 5s: √ (1 - (200000000 m / s) ²: (299792458 m / s) ² ) ≈ 6.712 ש '. המשמעות היא שבעוד 5 שניות עוברות במערכת מואצת, בערך 7 שניות עוברות במערכת נייחת! במהירות האור יהיה 0 במכנה וזה יביא ל ∞.
- הנוסחה להתכווצות אורך היא l = l '⋅ √ (1 - v²: c²). האורך היחסי תלוי באורך הבסיסי ובמהירות. במהירות האור, האורך יהיה 0!
- אתה מכיר גם את הנוסחה E = mc² עם m = m ': √ (1 - v²: c²) ממאמר זה.
- לבסוף, יש את הנוסחה לאפקט הדופלר הרלטיביסטי (למקצוענים). תבחין באפקט דופלר כאשר, למשל, ניידת משטרה עם צפירה חולפת על פניך. ניתן ליישם תופעה זו באופן אנלוגי לפיזיקה רלטיבית: התדר תלוי במהירות. אם המשדר ומקלט הגלים האלקטרומגנטיים (למשל אור) מתרחקים זה מזה, התדר משתנה. הדבר חל: f '= f ⋅ √ ((1 - v: c): (1 + v: c))
- אם אתה שולט בנוסחאות בסיסיות אלה, אתה כבר יכול לפתור בעיות יחסיות רבות.