При движении тела со скоростью, сравнимой со скоростью света, меняются размеры тела?
Ответы на вопрос
Коротко: да, но только в направлении движения и только с точки зрения внешнего наблюдателя. В собственной системе отсчёта тела его размеры не меняются.
Подробно:
-
Лоренцево сокращение длины
Если стержень покоится в своей системе отсчёта, его «собственная длина» . Наблюдатель, мимо которого стержень пролетает со скоростью , измерит длину
То есть чем ближе к , тем сильнее сокращение. Примеры:
-
при : ;
-
при : .
-
Только вдоль движения
Идеальная специальная теория относительности предсказывает, что поперечные размеры (перпендикулярные скорости) не меняются. Сокращение — строго вдоль вектора скорости. -
Это не «сжатие» материи
Атомы не «плющатся» в собственной системе отсчёта тела. Эффект — следствие геометрии пространства-времени и относительности одновременности: чтобы измерить длину движущегося объекта, нужно зафиксировать одновременно (в вашей системе) координаты его концов, а понятие «одновременно» различается для движущихся систем. -
Видимое изображение ≠ геометрическая длина
Из-за конечной скорости света быстро движущийся объект может казаться не столько короче, сколько «повёрнутым» (эффект Террелла–Пенроуза). Это оптическая иллюзия; истинная метрика длины всё равно подчиняется формуле выше. -
Что чувствует само тело
Пока тело находится в равномерном движении, в своей системе отсчёта оно покоится и имеет длину без внутренних напряжений. Однако ускорение идеально «жёсткого» тела физически невозможно (понятие Борновской жёсткости): если пытаться разогнать длинный стержень, по нему пойдут упругие волны и возникнут напряжения, пока вся длина не выйдет в новый инерциальный режим. -
Связанные эффекты
Наряду с сокращением длины возникают и другие релятивистские эффекты: замедление времени ( для ваших часов, если на них смотрит внешний наблюдатель) и релятивистское сложение скоростей. Говорить о «росте массы» сегодня не принято; корректнее — об увеличении энергии и импульса с .
Итог: размеры движущегося тела кажутся уменьшенными вдоль направления движения по закону для внешнего наблюдателя; в собственной системе отсчёта тела никаких изменений размеров нет.
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

