Vzorce relativity

Albert Einstein vytvořil teorii relativity. Tato teorie vycházela z toho, že fyzikální zákony jsou stejné pro všechny nezrychlující se pozorovatele. Také říká, že rychlost světla ve vakuu byla nezávislá na pohybu všech pozorovatelů. Díky tomu je možné mít nový rámec pro celou fyziku a také navrhuje nové pojmy prostoru a času. Tato teorie převrátila staletí vědy a poskytla fyzikům nové chápání prostoru a času. V tomto článku bude tato teorie relativity vysvětlena pomocí vzorce relativity a příkladů. Pojďme se ji naučit!

Co je to teorie relativity?

Podle teorie Isaaca Newtona jsou prostor a čas pevně dané. Ale v novém obraze, který poskytují speciální teorie relativity a obecná teorie relativity. Einsteinova teorie byla navržena v roce 1905. Popisuje relativitu pohybu, zejména pohybu všeho, co se pohybuje rychlostí světla.

Původně se lidé domnívali, že světlo je druh vlnění podobný zvukovým vlnám, oceánským vlnám nebo rázovým vlnám. Potřebuje tedy ke svému pohybu nějaké médium. Spíše než vzduchem, vodou nebo zemí se však domnívali, že světelné vlny se mohou šířit éterem, který je méně hmatatelný než vzduch prostupující vesmírem.

Zdroj: en.wikipedia.org

Podle speciální teorie relativity závisí délka, čas, hybnost a energie na rychlosti jedné vztažné soustavy vůči druhé. Například osoba na vesmírné lodi pohybující se rychlostí blízkou rychlosti světla bude měřit délku, čas, hybnost a energii jinak než pozorovatel, který se nachází mimo loď.

Vzorec, který vztahuje hodnotu v jednom vztažném rámci k hodnotě v jiném vztažném rámci, je označen symbolem gama \(\gamma\). Je to člen bez jednotek a závisí na rychlosti dělené rychlostí světla. Hodnota \(\gamma\) je známá jako relativistický faktor.

Formule pro relativitu:

Podle teorie relativity je vzorec následující:

\(\gamma = \frac {1} {\sqrt{1-(\frac{v}{c}}})^2}\\)

Kde \(\gamma\) je gama bezjednotková veličina a je populární jako relativistický faktor.

V rychlost v m za sekundu
C rychlost světla (konstanta) a její hodnota je \(3 \krát 10^{8} m s^{-.1}\)
\(\gamma\) relativistický faktor

Řešené příklady pro vzorec relativity

Q.1: Elektron má rychlost 0,990 × c. Vypočítejte relativistický faktor \(\gamma\) pomocí vzorce relativity.

Řešení: Dané parametry jsou následující,

\(V = 0.990 \times c\)

\(\begin {array}{lll}\gamma&=&\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}\\\text{ }&=&\frac{1}{\sqrt{1-\frac{\left(0.990c\right)^2}{c^2}}}\\\text{ }&=&\frac{1}{\sqrt{1-\left(0,990\right)^2}}\\\text{ }&=&7,0888 \end {array}\\)

Takže relativistický faktor bude 7,0888.

Q.2: Jsou pojmy z obecné teorie relativity užitečné i v jiných oborech, například v biologii?

Řešení: Obecná teorie relativity je Einsteinova teorie. Podle ní je odpověď Ne, pojmy z obecné relativity nejsou v současné době příliš užitečné v oboru biologie. Je to proto, že aby se obecná teorie relativity skutečně projevila, musí být toto gravitační pole poměrně silné a musí mít velmi velké hmotné těleso, něco jako celá planeta, a také jeho účinky jsou poměrně minimální.

Q.3: Zjistěte výraz pro změnu hmotnosti částice s rychlostí.

Řešení: Zjistěte, jak se mění hmotnost částice s rychlostí: V zásadě platí, že když se částice pohybuje rychlostí blížící se rychlosti světla, její hmotnost se zvětšuje a nemůže se pohybovat rychleji ve srovnání s rychlostí světla. Tato obrovská mezní rychlost je předmětem mnoha diskusí v materiálových vědách, protože jednotlivci uvažují o tom, jak překonávat obrovské vzdálenosti. Tento požadovaný výraz je:

\(M_{t} = \frac {M} {\sqrt{1-(\frac{v}{c}}})^2}\)

Kde \(M_{t}\) je příčná hmotnost a M je původní hmotnost.

Sdílejte s přáteli

.