IB Физика M24 TZ1 A.5 Теория относительности

Описание: Космический корабль движется с Земли к орбите Марса с постоянной скоростью 0,4c. Расстояние, пройденное космическим кораблем, составляет 2,0 × 10^8 км, по данным наблюдателя на Земле.

0:30 a) Рассчитайте пройденное расстояние в км, измеренное наблюдателем в космическом корабле.
b) Во время движения космического корабля с Земли на корабль посылается радиосигнал, находящийся на расстоянии 3,0 × 10^6 км, по данным наблюдения с Земли.
1:14 i) Покажите, что, по мнению наблюдателя на Земле, время, необходимое для достижения сигнала космическим кораблем, составляет около 17 с.
2:16 ii) Определите, по мнению наблюдателя в космическом корабле, время, необходимое для достижения сигнала космическим кораблем.
3:24 c) Опишите, как результаты в пункте (b)(ii) противоречат постулатам Ньютона о времени и пространстве.

На диаграмме ниже показаны две частицы, движущиеся в противоположных направлениях над землёй. Скорость частицы A относительно земли равна 0,6c, а скорость частицы B относительно земли равна –0,75c.

5:02 а) Рассчитайте скорость частицы B относительно частицы A.

7:46 б) Покажите, что частицы испускаются не одновременно в системе отсчёта наблюдателя Y, согласно уравнениям преобразований Лоренца.

10:10 а) Рассчитайте скорость наблюдателя B относительно наблюдателя A.

11:34 б) i) Отметьте на диаграмме точку, соответствующую событию. Обозначьте точку E.

11:57 б) ii) По мнению наблюдателя B, событие E происходит до встречи наблюдателей A и B. Обоснуйте это утверждение, используя пространственно-временную диаграмму.
13:36 б) iii) Определите пространственно-временные координаты события по мнению наблюдателя B.
16:20 б) iv) Покажите, что пространственно-временной интервал между синхронизацией часов и событием инвариантен.