Ihe Nlereanya nke Ajụjụ Mkparịta ụka Banyere Mmekọrịta
Relativity bụ otu n'ime echiche ndị bụ isi na fizik nke oge a, nke Albert Einstein webatara na mmalite narị afọ nke 20. Isiokwu a ga-atụle ozizi relativity na otu o si emetụta ndụ kwa ụbọchị site na nsogbu na nkọwa ihe atụ.
Okwu Mmalite Banyere Mmekọrịta
Ozizi nke relativity nwere akụkụ abụọ bụ isi: Ozizi Pụrụ Iche nke Relativity na Ozizi Izugbe nke Relativity. Ozizi Pụrụ Iche nke Relativity, nke e bipụtara na 1905, gbanwere nghọta anyị banyere oghere na oge. N'ozizi a, Einstein kwuru na ọsọ nke ìhè bụ oke ọsọ kachasị elu nke a na-apụghị ịgafe na iwu nke fizik bụ otu maka ndị niile na-ekiri ihe na-agagharị n'ọsọ na-aga n'ihu.
Ka ọ dị ugbu a, ozizi General Theory of Relativity, nke ewepụtara na 1915, na-ekwu maka ike ndọda. N'okpuru ozizi a, ike ndọda abụghị ike ọdịnala, kama ọ bụ mgbagọ nke oge oghere na oge nke oke na-akpata.
Ịghọta echiche bụ isi a dị oke mkpa tupu anyị abanye n'ajụjụ atụ na mkparịta ụka ha.
Ajụjụ na Mkparịta ụka Ihe Nlereanya
Ajụjụ nke 1: Mgbasa Oge
Ajụjụ:
Onye na-aga mbara igwe na-agakwuru kpakpando dị anya na ọsọ nke 0,8c (ebe c bụ ọsọ nke ìhè). Ọ bụrụ na njem ahụ were afọ iri nke ụwa, oge ole ka onye na-aga eluigwe na-enweta dịka elekere nke ya si dị (oge kwesịrị ekwesị)?
Azịza:
Mgbasa oge bụ ihe na-eme n'ihi ọdịiche dị n'ọsọ dị n'etiti ndị na-ekiri ihe abụọ. Oge na-agafe nwayọ nwayọ maka ihe na-agagharị ma e jiri ya tụnyere onye na-ekiri ihe na-anaghị aga ebe ọ bụla.
Usoro maka ịgbasa oge bụ:
\[ \Delta t' = \frac{\Delta t}{\sqrt{1 – \frac{v^2}{c^2}}}\]
Ebe:
– \(\Delta t'\) bụ oge a na-ahụ nke ihe na-agagharị.
– \(\Delta t\) bụ oge a na-ahụ anya nke ihe na-anaghị apụ apụ.
– \(v\) bụ ọsọ nke ihe na-agagharị.
– \(c\) bụ ọsọ nke ìhè.
Tinye ụkpụrụ ndị a maara n'ime usoro ahụ:
\[ v = 0,8c \]
\[ \Delta t = 10 \, \ederede{afọ} \]
\[ \Delta t' = \frac{10}{\sqrt{1 – \frac{(0,8c)^2}{c^2}}}\]
\[ \Delta t' = \frac{10}{\sqrt{1 – 0,64}}\]
\[ \Delta t' = \frac{10}{\sqrt{0,36}}\]
\[ \Delta t' = \frac{10}{0,6}\]
\[ \Delta t' \ihe dịka 16.67 \, \text{afọ}\]
Ya mere, oge onye na-aga mbara igwe ahụ nwetara dịka elekere ya si dị bụ ihe dị ka afọ 16,67.
Ajụjụ nke Abụọ: Mkpụkọ Ogologo
Ajụjụ:
Ihe dị mita 100 n'ogologo, a na-atụkwa ya mgbe ọ na-ezu ike. Ọ bụrụ na ihe ahụ na-agagharị n'ọsọ nke 0,6c, kedu ka ogologo ihe ahụ dị dịka onye na-ekiri ihe na-anaghị aga ebe ahụ si kwuo?
Azịza:
Mkpụkọ ogologo bụ ihe na-eme ka ogologo ihe na-agagharị ma e jiri ya tụnyere onye na-ekiri ya dị mkpụmkpụ karịa mgbe ihe ahụ zuru ike.
Usoro maka mkpụmkpụ ogologo bụ:
\[ L = L_0 \sqrt{1 – \frac{v^2}{c^2}} \]
Ebe:
– \(L\) bụ ogologo ihe na-agagharị.
– \(L_0\) bụ ogologo kwesịrị ekwesị (ogologo ihe ahụ mgbe ọ na-ezu ike).
– \(v\) bụ ọsọ nke ihe ahụ.
– \(c\) bụ ọsọ nke ìhè.
Tinye ụkpụrụ ndị a maara n'ime usoro ahụ:
\[ L_0 = 100 \, \ederede{mita} \]
\[ v = 0,6c \]
\[ L = 100 \sqrt{1 – \frac{(0,6c)^2}{c^2}}\]
\[ L = 100 \sqrt{1-0,36}\]
\[ L = 100 \sqrt{0,64}\]
\[ L = 100 \ugboro 0,8\]
\[ L = 80 \, \ederede{mita}\]
Ya mere, ogologo ihe na-agagharị dịka onye na-ekiri ihe na-aga n'ihu si kwuo bụ mita iri asatọ.
Ajụjụ nke 3: Mass Relativistic
Ajụjụ:
Mkpụrụ ndụ ihe nketa nwere oke izu ike nke kilogram abụọ. Ọ bụrụ na mkpụrụ ndụ ihe nketa a na-agagharị n'ọsọ nke 0,9c, kedu oke ibu nke mkpụrụ ndụ ihe nketa ahụ?
Azịza:
Oke nha nhata (Relativistic mass) bụ oke nha nke ihe nke na-amụba ka ihe ahụ na-agaru nso ọsọ nke ìhè.
Usoro ihe gbasara oke ihe dị iche iche bụ:
\[ m = \frac{m_0}{\sqrt{1 – \frac{v^2}{c^2}}} \]
Ebe:
– \(m\) bụ oke ihe dị iche iche.
– \(m_0\) bụ oke fọdụrụ (oke kwesịrị ekwesị).
– \(v\) bụ ọsọ nke ihe ahụ.
– \(c\) bụ ọsọ nke ìhè.
Tinye ụkpụrụ ndị a maara n'ime usoro ahụ:
\[ m_0 = 2 \, \ederede{kg} \]
\[ v = 0,9c \]
\[ m = \frac{2}{\sqrt{1 – \frac{(0,9c)^2}{c^2}}}\]
\[ m = \frac{2}{\sqrt{1 – 0,81}}\]
\[ m = \frac{2}{\sqrt{0,19}}\]
\[ m \ihe dịka \frac{2}{0,436}\]
\[ m \ihe dịka 4,59 \, \ederede{kg}\]
Ya mere, oke nha nke ihe ahụ mgbe ọ na-agagharị na ọsọ nke 0,9c bụ ihe dị ka kilogram 4,59.
Ajụjụ nke 4: E=mc^2
Ajụjụ:
Ike ole ka a na-emepụta ma ọ bụrụ na 1 gram nke ihe emebie kpamkpam dịka usoro Einstein si dị \(E=mc^2\)?
Azịza:
Usoro ama ama nke Einstein nke a na-akpọ \(E=mc^2\) na-enye njikọ kpọmkwem n'etiti oke (m) na ike (E), ebe \(c\) bụ ọsọ nke ìhè.
Na sistemụ SI (International System of Units):
– A na-atụ oke (m) na kilogram (kg).
– Ọsọ nke ìhè (c) bụ \(3 \ugboro 10^8 \, \text{m/s}\).
Ka anyị gbakọọ ike sitere na gram 1 nke ihe:
– gram 1 = 0,001 n'arọ
\[ E = mc^2 \]
\[ E = (0,001) (ugboro atọ 10^8)^2 \]
\[ E = (0,001) (ugboro 9 10^{16}) \]
\[ E = 9 \ugboro 10^{13} \, \text{joules} \]
Ya mere, ike a na-emepụta ma ọ bụrụ na 1 gram nke ihe emebie kpamkpam bụ joules (ugboro 9 ^{13}\).
Mmechi
Relativity bụ echiche dị mkpa na fiziki, nke nwere mmetụta dị ukwuu maka ọtụtụ ihe dị iche iche nke anụ ahụ. Site na ihe atụ ndị a tụlere n'elu, anyị ahụla otu esi eji ozizi pụrụ iche nke relativity aghọta mgbasa oge, nkwekọrịta ogologo, oke relativistic, na mmekọrịta dị n'etiti oke na ike.
Site n'ịghọta ma mee ihe banyere nsogbu ndị a, anyị nwere ike ịghọta nke ọma mma nke ozizi nke ikwurịta okwu na ihe ọ pụtara maka nghọta eluigwe na ala.
