Eksempelspørgsmål om speciel relativitet

7 eksempler på specielle relativitetsproblemer

1. En bro er 200 meter lang. Hvis den observeres af en observatør i et fly, der bevæger sig med en hastighed på 0,6 c (c = lysets hastighed) parallelt med broen, så er den observerede længde af broen…

A. 233 m
B. 200 m
Ca. 180 meter
D. 160 m
Ø. 120 m

Diskussion
Det er kendt :
L_o = 200 meter
v = 0,6°C
Spurgte : Længde af broen observeret af en bevægelig observatør (L)
Jawab :

Formel for længdekontraktion :
Information :
L = Objektets længde i dets referenceramme
L_o = Plængden af ​​et objekt i en anden referenceramme
Observeret brolængde (L) :
Det rigtige svar er D.

2. En raket med længden L_o bevæger sig med en hastighed på ½√3 c (c = lysets hastighed). Når raketten ses af en stationær observatør, vil dens længde være...

A. 0.25 l_o
B. 0.5 l_o
C. 0.8 l_o
D. 1.0 L_o
E. 1.5 L_o

Diskussion
Det er kendt :
L_o =L_o
v = 0,5√3 c
Spurgte Rakettens længde set af en stationær observatør
Jawab :
Det rigtige svar er B.

3. Længden af ​​et objekt målt af en stationær observatør = 12 m. Hvad er objektets længde, når det måles af en observatør, der bevæger sig med en hastighed på 0,8 c (c = lysets hastighed) i forhold til objektet?

A. 12,6 m
B. 12,2 m
Ca. 9,6 meter
D. 7,2 m
Ø. 6,0 m

Diskussion
Det er kendt :
L_o = 12 meter
v = 0,8°C
Spurgte Længden af ​​et objekt målt af en bevægelig observatør (L)
Jawab :

Formel for længdekontraktion :

Information :
L_o = Længden af ​​et objekt målt af en stationær observatør
L = Objektets længde målt af en bevægelig observatør
v = Observatørens bevægelseshastighed
c = Lysets hastighed

Længden af ​​et objekt målt af en bevægelig observatør :
Det rigtige svar er D.

4. En begivenhed indtræffer i 3 sekunder ifølge en observatør, der bevæger sig væk fra begivenheden med en hastighed på 0,8 c (c = lysets hastighed). Ifølge en stationær observatør indtræffer begivenheden i et tidsinterval på…

A. 5,0 sekunder
B. 4,8 sekunder
C. 3,0 sek.
D. 1,8 sekunder
Ø. 1,2 sekunder

Diskussion
Det er kendt :
t_m = 3 sekunder
v = 0,8°C
Spurgte Tidsintervallet for en begivenhed ifølge en stationær observatør (t_m)
Jawab :
Formel for tidsudvidelse :

Information :
t_m = Tidsinterval for en begivenhed ifølge en bevægelig observatør
t_s = Tidsinterval for begivenheden ifølge en stationær observatør
Tidsintervallet for begivenheden ifølge en stationær observatør :

Det rigtige svar er D.

5. Længden af ​​et objekt målt under bevægelse krymper med 20 cm sammenlignet med dets længde målt i hvile. Hvis længden af ​​et objekt målt i hvile er 1 m, og c = lysets hastighed, så er objektets bevægelseshastighed...
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c
Diskussion
Det er kendt :
L_o = 1 meter
L = 1 meter – 0,2 meter = 0,8 meter
Spurgte Objektets bevægelseshastighed (v)
Jawab :
Formel for længdekontraktion :

Information :
 = Konstant
c = Lysets hastighed
L_o = Længden af ​​objektet, når det er stille
L = Objektets længde under bevægelse
Objektets bevægelseshastighed :

Det rigtige svar er D.

6. Et fly har en længde på 95 m, når det står stille på Jorden. Når flyet bevæger sig med en hastighed på v, er flyets længde ifølge en observatør på Jorden 76 m. Størrelsen af ​​hastigheden v er...
A. 0,25 c
B. 0,50 c
C. 0,60 c
D. 0,75 c
E. 0,80 c
Diskussion
Det er kendt, at:
L_o = 95 meter
L = 76 meter
Spurgte: Flyets hastighed (v)
Svar:
Formel for længdekontraktion:

Flyets hastighed:

Det rigtige svar er C.

7. For at længden af ​​et objekt i bevægelse ifølge en observatør på Jorden kan være lig med ½ af længden af ​​et stationært objekt, skal objektet bevæge sig med en hastighed på….. (√3 = 1,7)
A. 0,50 c
B. 0,60 c
C. 0,70 c
D. 0,95 c
E. 0.90 c
Diskussion
Det er kendt, at:
L = 0,5 L_o
Spurgte: Objekthastighed (v)
Svar:
Objekthastighed:

Det rigtige svar er C.

Spørgsmålskilde:

Nationale eksamensspørgsmål i fysik til gymnasiet/erhvervsgymnasiet