7 exemples de problèmes de relativité restreinte
1. Un pont mesure 200 mètres de long. Si un observateur l'observe depuis un avion se déplaçant à une vitesse de 0,6 c (c étant la vitesse de la lumière) parallèlement au pont, alors la longueur observée du pont est…
A. 233 m
B. 200 m
C. 180 m
D. 160 m
E. 120 m
Discussion
Est connu :
Lo = 200 mètres
v = 0,6 c
Demandé : Longueur du pont observée par un observateur en mouvement (L)
Répondre :
formule de contraction de longueur :
Information :
L = Longueur de l'objet dans son repère
Lo = Plongueur d'un objet dans un autre référentiel
Longueur du pont observée (L) :
La bonne réponse est D.
2. Une fusée de longueur Lo se déplace à une vitesse de ½√3 c (c = vitesse de la lumière). Vue par un observateur immobile, la longueur de la fusée sera de…
A. 0.25 Lo
B. 0.5 Lo
C. 0.8 Lo
D. 1.0 Lo
E. 1.5 Lo
Discussion
Est connu :
Lo =Lo
v = 0,5√3 c
Demandé La longueur de la fusée vue par un observateur immobile
Répondre :
La bonne réponse est B.
3. La longueur d'un objet mesurée par un observateur immobile est de 12 m. Quelle est la longueur de l'objet lorsqu'elle est mesurée par un observateur se déplaçant à une vitesse de 0,8 c (c = vitesse de la lumière) par rapport à l'objet ?
A. 12,6 m
B. 12,2 m
C. 9,6 m
D. 7,2 m
E. 6,0 m
Discussion
Est connu :
Lo = 12 mètres
v = 0,8 c
Demandé : La longueur d'un objet mesurée par un observateur en mouvement (L)
Répondre :
formule de contraction de longueur :
Information :
Lo = Longueur d'un objet mesurée par un observateur immobile
L = Longueur de l'objet mesurée par un observateur en mouvement
v = Vitesse de déplacement de l'observateur
c = Vitesse de la lumière
La longueur d'un objet mesurée par un observateur en mouvement :
La bonne réponse est D.
4. Un événement se produit pendant 3 s pour un observateur s'éloignant de celui-ci à une vitesse de 0,8 c (c étant la vitesse de la lumière). Pour un observateur immobile, l'événement se produit dans un intervalle de temps de…
A. 5,0 s
B. 4,8 s
C. 3,0 s
D. 1,8 s
E. 1,2 s
Discussion
Est connu :
tm = 3 secondes
v = 0,8 c
Demandé : L'intervalle de temps d'un événement selon un observateur stationnaire (tm)
Répondre :
Formule de dilatation temporelle :
Information :
tm = Intervalle de temps d'un événement selon un observateur en mouvement
ts = Intervalle de temps de l'événement selon un observateur stationnaire
L'intervalle de temps de l'événement selon un observateur immobile :
La bonne réponse est D.
5. La longueur d'un objet en mouvement diminue de 20 cm par rapport à sa longueur au repos. Si la longueur de l'objet au repos est de 1 m et que c est la vitesse de la lumière, alors la vitesse de déplacement de l'objet est de…
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c
Discussion
Est connu :
Lo = 1 mètres
L = 1 mètre – 0,2 mètre = 0,8 mètre
Demandé : Vitesse de déplacement de l'objet (v)
Répondre :
formule de contraction de longueur :
Information :
= Constant
c = Vitesse de la lumière
Lo = Longueur de l'objet lorsqu'il est immobile
L = Longueur de l'objet en mouvement
La vitesse du mouvement de l'objet :
La bonne réponse est D.
6. Un avion a une longueur de 95 m lorsqu'il est immobile sur Terre. Lorsqu'il se déplace à la vitesse v, pour un observateur terrestre, sa longueur est de 76 m. La norme de la vitesse v est…
A. 0,25 c
B. 0,50 c
C. 0,60 c
D. 0,75 c
E. 0,80 c
Discussion
Il est connu que :
Lo = 95 mètres
L = 76 mètre
Demandé: vitesse de l'aéronef (v)
Répondre :
Formule de contraction en longueur :
Vitesse de l'avion :
La bonne réponse est C.
7. Pour que la longueur d'un objet en mouvement, selon un observateur sur Terre, soit égale à la moitié de la longueur d'un objet immobile, l'objet doit se déplacer à une vitesse de… (√3 = 1,7)
A. 0,50 c
B. 0,60 c
C. 0,70 c
D. 0,95 c
E. 0.90 c
Discussion
Il est connu que :
L = 0,5 Lo
Demandé: Vitesse de l'objet (v)
Répondre :
Vitesse de l'objet :
La bonne réponse est C.
Source de la question :
Questions de physique pour l'examen national de fin d'études secondaires/professionnelles
