SZCZEGÓLNA TEORIA WZGLĘDNOŚCI

background image

STW 100 lat potem

Czyli NIE o elektrodynamice, a

TAK o ciałach w ruchu

Andrzej Szymacha

Instytut Fizyki Teoretycznej

Wydział Fizyki UW

Festiwal Nauki, wrzesień 2005

background image

Europa

x[

300km

]

Be

Wa

Br

t[

ms

]

y[

300km

]

background image

a

b

c

ab

c

b

a

2

1

4

)

(

2

2

+

=

+

ab

c

ab

b

a

2

1

4

2

2

2

2

+

=

+

+

a

b

Pitagoras

background image

x’

= 0

x’

= +1

x’

= –1

x=Vt

albo

Ky

x=Vt-a

albo

Ky-a

Stałe x’

background image

Ky

x

=

Ox

Ox’

Oy’

x’

Kx’

2

1 K

+

x’=const.

x’=Ky’

x=const.

x

K

2

1

+

x’=Ky’

x’

2

1 K

Ky

x

+

=

x’

Oy

Euklides

background image

Świat Galileusza

x

t

t’

x’

=-1

x’

=-2

t=

t’

x=

V

t

-

x’ x’

=

V

t’

- x

x’

=1

x’

=0

x’

Galileusz

background image

ax

Vt

x

ax

Vt

x

=

=

'

'

'

ax

Ky

x

ax

Ky

x

=

=

'

'

'

Galileusz: a=1, Euklides:

2

1 K

a

+

=

Symetria

Jakie jeszcze a jest możliwe??

background image

x=-2

x’=1

x’=0 x’=-1

x’=-2

x=-1

x=0

x=1

x=2

x=-2

x’=-1

x’=0 x’=1

x’=2

x=-1

x=0

x=1

x=2

)

(V

a

Vt

x

=

x’

x’=

–V

t’

x

V

a )

(

)

(V

a

Vt

x

+

=

x

V

a )

(

+

x’=

V

t’

x’

(x

+

x’

)(1–a) = V(t

t’

)

Zegary

background image

x,t

x’,t’

x’’,t’’

x= Vt +a(V)

x’

x’=

–V

t’

+a(V)x

x’=

v’

t’

+a(v’)

x’’

x’’=

–v’

t’’+

a(v’)

x’

3Układy

background image

'

/ v

V

/

+

x= Vt +a(V)

x’

x’=

–V

t’

+a(V)x

x’=

v’

t’

+a(v’)

x’’

x’’=

–v’

t’’+

a(v’)

x’

x’

(V+v’) = v’a(V)x + Va(v’)

x’’

'

)

'

(

)

(

a

v

a

a

V

a

x’’

V

v

V

a

x

av

+

+

=

'

'

'

x’

x,t

x’,t’

x’’,t’’

Cd 3 układy

background image

x= Vt +a(V)

x’’=

–v’

t’’+

a(v’)

x’’

V

v

V

a

x

av

+

+

'

'

'

x’’

V

v

V

a

x

av

+

+

'

'

'

1-szy i trzeci

background image

'

1

1

'

'

1

1

'

2

2

2

2

Vv

V

a

aa

t

Vv

V

a

v

V

x

+

+

+

+

=

)

(v

a

t

v

x

+

=

x

Vv

v

a

aa

Vv

v

a

v

V

'

'

'

1

1

'

'

'

'

1

1

'

2

2

2

2

+

+

+

+

=

x’’

x’’

x’’

t’’

x

v

a

v

)

(

+

=

x’’

t’’

uzyskujemy

musi być

musi być:

C

v

v

a

V

V

a

=

=

const

'

)

'

(

1

)

(

1

2

2

2

2

Stała C

background image

=

C

V

V

a

2

2

)

(

1

2

1

)

(

CV

V

a

=

'

1

2

x

CV

Vt

x

+

=

x

CV

Vt

x

2

1

'

'

+

=

'

1

'

"

'

"

CVv

v

V

V

v

v

+

+

=

+

=

wyniki

background image

=

C

V

V

a

2

2

)

(

1

2

1

)

(

CV

V

a

=

'

1

2

x

CV

Vt

x

+

=

x

CV

Vt

x

2

1

'

'

+

=

'

1

'

"

'

"

CVv

v

V

V

v

v

+

+

=

+

=

2

1

'

'

CV

Vt

x

x

+

=

wyniki

background image

=

C

V

V

a

2

2

)

(

1

2

1

)

(

CV

V

a

=

'

1

2

x

CV

Vt

x

+

=

'

1

'

"

'

"

CVv

v

V

V

v

v

+

+

=

+

=

2

1

'

'

CV

Vt

x

x

+

=

2

1

'

'

CV

CVx

t

t

+

=

x

CV

Vt

x

2

1

'

'

+

=

wyniki

background image

2

1

)

(

CV

V

a

=

'

1

2

x

CV

Vt

x

+

=

x

CV

Vt

x

2

1

'

'

+

=

'

1

'

"

'

"

CVv

v

V

V

v

v

+

+

=

+

=

=

C

V

V

a

2

2

)

(

1

x

K

2

1

+

x’= –Ky’+

2

1 K

Ky

x

+

+

=

x’

'

1

'

)

tan(

)

tan(

1

)

tan(

)

tan(

)

tan(

Kk

k

K

k

+

=

=

β

α

β

+

α

=

β

+

α

=

Zestawienie z Eukl.

α

β

background image

2

2

2

/

1

'

0

'

Cx

t

V

x

CV

t

x

=

=

=

W czasoprzestrzeni

U Euklidesa

2

2

2

/

1

'

0

'

x

y

K

x

K

y

x

+

=

+

=

=

t

y

y’

t’

x

x

x=4·300km, t=5·1ms, t’=3ms

x=3, y = 4, y’=5

trójkąty

background image

Europa”

Be

x[

300km

]

Wa

Br

t[

ms

]

y[

300km

]

background image

Prędkość V nie może być dowolna (minus pod pierwiastkiem):

c

C

V

CV

=

1

0

1

2

Jest to prędkość graniczna i zarazem absolutna:

c

c

V

c

V

c

c

Vc

V

c

CVc

V

c

c

V

=

+

+

=

+

+

=

+

+

=

+

/

1

/

1

/

1

1

"

"

2

2

2

2

2

17

1

)

/

300000

(

1

10

1

,

1

c

s

km

m

s

C

=

=

c

background image

CM

LAB

u

–u

V

1

v

2

v

,

1

1

CV

V

v

+

+

=

u

,

1

2

CV

V

v

=

u

u

u

V

v

=

3

Typowy problem: Znam prędkości początkowe v

1

i v

2

chcę

przewidzieć prędkość końcową v

3

.

zderzenie

background image

Dygresja:

Zapomnijmy o STW

+

=

V

v

1

=

V

v

2

u

u

V

v

=

3

+

3

2

1

2

1

1

2

v

v

v

V

=

+

=

2

1

1

=

+

m

/

3

3

2

1

v

m

mv

mv

=

+

3

m

m

m

=

+

Newton

background image

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

)

(

)

1

(

1

1

1

1

1

1

Cu

CV

CVu

u

V

C

CVu

CVu

CVu

u

V

C

Cv

±

=

±

±

±

=

±

±

=

2

2

2

2

2

2

1

2

1

1

1

1

1

1

)

1

(

1

Cu

CV

u

V

Cu

CV

CVu

u

V

CVu

Cv

v

±

=

±

±

±

=

czteroprędkość

background image

2

2

2

2

2

1

1

1

1

2

1

1

1

1

CV

Cu

Cv

Cv

=

+

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

2

1

1

CV

V

Cu

Cv

v

Cv

v

=

+

3

v

V

=

2

3

3

2

2

2

1

1

1

1

Cv

m

Cv

m

Cv

m

=

+

2

3

3

3

2

2

2

2

1

1

1

1

1

Cv

v

m

Cv

mv

Cv

mv

=

+

Prawa zachowania

background image

2

2

2

2

2

1

1

1

1

2

1

1

1

1

CV

Cu

Cv

Cv

=

+

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

2

1

1

CV

V

Cu

Cv

v

Cv

v

=

+

3

v

V

=

2

3

3

2

2

2

1

1

/

1

/

1

/

Cv

C

m

Cv

C

m

Cv

C

m

=

+

2

3

3

3

2

2

2

2

1

1

1

1

1

Cv

v

m

Cv

mv

Cv

mv

=

+

background image

2

1 Cv

mv

p

=

2

2

2

2

2

1

1

/

/

1

/

/

1

/

Cv

Cv

mv

C

m

C

m

Cv

C

m

C

m

Cv

C

m

+

+

=





+

=

C

m

Cv

C

m

T

/

1

/

2

=

2

wewn

1

/

/

Cv

C

m

E

E

T

C

m

T

=

+

=

+

Pęd i energia

background image

2

1 Cv

mv

p

=

2

1

/

Cv

C

m

E

=

C

p

C

m

E

/

/

2

2

2

+

=

EC

p

v

=

background image

m

c

mc

mc

C

m

m

T

T

=

=

=

2

konc

2

pocz.

2

pocz.

konc

pocz.

konc

+

=

+

pocz.

konc

)

(

)

(

C

m

T

C

m

T

mc

2


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:

więcej podobnych podstron