ឧទាហរណ៍នៃសំណួរពិភាក្សាអំពីរ៉ឺឡាទីវីតេ

ឧទាហរណ៍នៃសំណួរពិភាក្សាអំពីរ៉ឺឡាទីវីតេ

ទ្រឹស្តី​រ៉ឺឡាទីវីតេ​គឺជា​គោលគំនិត​មួយ​ក្នុងចំណោម​គោលគំនិត​ជាមូលដ្ឋាន​បំផុត​នៅក្នុង​រូបវិទ្យា​ទំនើប ដែល​បាន​ណែនាំ​ដោយ​លោក Albert Einstein ក្នុង​ដើម​សតវត្សរ៍​ទី 20។ អត្ថបទ​នេះ​នឹង​ពិភាក្សា​អំពី​ទ្រឹស្តី​រ៉ឺឡាទីវីតេ និង​របៀប​ដែល​វា​អនុវត្ត​ចំពោះ​ជីវិត​ប្រចាំថ្ងៃ​តាមរយៈ​ឧទាហរណ៍​បញ្ហា និង​ការពន្យល់។

សេចក្តីផ្តើមអំពីរ៉ឺឡាទីវីតេ

ទ្រឹស្ដីរ៉ឺឡាទីវីតេមានពីរផ្នែកសំខាន់ៗគឺ ទ្រឹស្ដីពិសេសនៃរ៉ឺឡាទីវីតេ និងទ្រឹស្ដីទូទៅនៃរ៉ឺឡាទីវីតេ។ ទ្រឹស្ដីពិសេសនៃរ៉ឺឡាទីវីតេ ដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយក្នុងឆ្នាំ 1905 បានធ្វើបដិវត្តន៍ការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីលំហ និងពេលវេលា។ នៅក្នុងទ្រឹស្ដីនេះ អែងស្តែងបានបញ្ជាក់ថា ល្បឿនពន្លឺគឺជាដែនកំណត់ល្បឿនចុងក្រោយដែលមិនអាចលើសបាន ហើយច្បាប់រូបវិទ្យាគឺដូចគ្នាសម្រាប់អ្នកសង្កេតការណ៍ទាំងអស់ដែលធ្វើដំណើរក្នុងល្បឿនថេរ។

ទន្ទឹមនឹងនេះ ទ្រឹស្តីទូទៅនៃរ៉ឺឡាទីវីតេ ដែលត្រូវបានណែនាំនៅឆ្នាំ 1915 ទាក់ទងនឹងទំនាញផែនដី។ ក្រោមទ្រឹស្តីនេះ ទំនាញផែនដីមិនមែនជាកម្លាំងប្រពៃណីទេ ប៉ុន្តែជាកោងនៃលំហ-ពេលវេលាដែលបណ្តាលមកពីម៉ាស់។

ការយល់ដឹងអំពីគោលគំនិតជាមូលដ្ឋាននេះគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ មុនពេលយើងចូលទៅក្នុងសំណួរឧទាហរណ៍ និងការពិភាក្សារបស់ពួកគេ។

សំណួរគំរូ និងការពិភាក្សា

សំណួរទី 1: ការពង្រីកពេលវេលា

សំណួរ៖
អវកាសយានិកម្នាក់ធ្វើដំណើរទៅកាន់ផ្កាយឆ្ងាយមួយក្នុងល្បឿន 0,8c (ដែល c ជាល្បឿនពន្លឺ)។ ប្រសិនបើការធ្វើដំណើរនេះចំណាយពេល 10 ឆ្នាំផែនដី តើអវកាសយានិកជួបប្រទះពេលវេលាប៉ុន្មានយោងទៅតាមនាឡិការបស់គាត់ (ពេលវេលាត្រឹមត្រូវ)?

ប៉េបាហាសាន៖
ការពង្រីកពេលវេលាគឺជាបាតុភូតមួយដែលកើតឡើងដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃល្បឿនទាក់ទងរវាងអ្នកសង្កេតការណ៍ពីរនាក់។ ពេលវេលាកន្លងផុតទៅយឺតជាងសម្រាប់វត្ថុដែលធ្វើចលនាទាក់ទងទៅនឹងអ្នកសង្កេតការណ៍ដែលនៅនឹងកន្លែង។

រូបមន្តសម្រាប់ការពង្រីកពេលវេលាគឺ៖

\[ \Delta t' = \frac{\Delta t}{\sqrt{1 – \frac{v^2}{c^2}}}\]

កន្លែងណា៖
–\(\Delta t'\) គឺជាពេលវេលាសង្កេតឃើញរបស់វត្ថុដែលកំពុងធ្វើចលនា។
–\(\Delta t\) គឺជាពេលវេលាសង្កេតឃើញរបស់វត្ថុនៅនឹងកន្លែង។
-v គឺជាល្បឿននៃវត្ថុដែលកំពុងធ្វើចលនា។
-c(c) គឺជាល្បឿនពន្លឺ។

ដោតតម្លៃដែលគេស្គាល់ទៅក្នុងរូបមន្ត៖

\[ វី = ០.៨ស៊ី \]
\[ \Delta t = 10 \, \text{ឆ្នាំ} \]

\[ \Delta t' = \frac{10}{\sqrt{1 – \frac{(0,8c)^2}{c^2}}\]
\[ \Delta t' = \frac{10}{\sqrt{1 – 0,64}}\]
\[ \Delta t' = \frac{10}{\sqrt{0,36}}\]
\[ \Delta t' = \frac{10}{0,6}\]
\[ \Delta t' \ប្រហែល ១៦.៦៧ \, \text{ឆ្នាំ}\]

ដូច្នេះ ពេលវេលាដែលអវកាសយានិកជួបប្រទះយោងទៅតាមនាឡិការបស់គាត់ផ្ទាល់គឺប្រហែល 16,67 ឆ្នាំ។

សំណួរទី 2: ការបង្រួមប្រវែង

សំណួរ៖
វត្ថុមួយមានប្រវែង 100 ម៉ែត្រ ហើយត្រូវបានវាស់វែងនៅពេលសម្រាក។ ប្រសិនបើវត្ថុនោះកំពុងធ្វើចលនាក្នុងល្បឿន 0,6c តើប្រវែងរបស់វត្ថុនោះជាអ្វីយោងទៅតាមអ្នកសង្កេតការណ៍នៅនឹងកន្លែង?

ប៉េបាហាសាន៖
ការរួមតូចនៃប្រវែង គឺជាបាតុភូតមួយដែលប្រវែងនៃវត្ថុមួយដែលធ្វើចលនាទាក់ទងទៅនឹងអ្នកសង្កេតការណ៍ គឺខ្លីជាងពេលដែលវត្ថុនោះនៅស្ងៀម។

រូបមន្តសម្រាប់បង្រួមប្រវែងគឺ៖

\[ L = L_0 \sqrt{1 – \frac{v^2}{c^2}} \]

កន្លែងណា៖
-L គឺជាប្រវែងនៃវត្ថុដែលកំពុងធ្វើចលនា។
– \(L_0\) គឺជាប្រវែងត្រឹមត្រូវ (ប្រវែងរបស់វត្ថុនៅពេលវានៅស្ងៀម)។
-v គឺជាល្បឿនរបស់វត្ថុ។
-c(c) គឺជាល្បឿនពន្លឺ។

ដោតតម្លៃដែលគេស្គាល់ទៅក្នុងរូបមន្ត៖

\[ L_0 = 100 \, \text{ម៉ែត្រ} \]
\[ វី = ០.៨ស៊ី \]

\[ L = 100 \sqrt{1 – \frac{(0,6c)^2}{c^2}}\]
\[ L = 100 \sqrt{1 – 0,36}\]
\[ L = 100 \sqrt{0,64}\]
\[ L = 100 \គុណ 0,8\]
\[ L = 80 \, \text{ម៉ែត្រ}\]

ដូច្នេះ ប្រវែងនៃវត្ថុដែលកំពុងផ្លាស់ទីយោងទៅតាមអ្នកសង្កេតការណ៍ស្ថានីគឺ 80 ម៉ែត្រ។

សំណួរទី 3: ម៉ាស់ទំនាក់ទំនង

សំណួរ៖
ភាគល្អិតមួយមានម៉ាស់នៅនឹងកន្លែង 2 គីឡូក្រាម។ ប្រសិនបើភាគល្អិតនេះកំពុងធ្វើចលនាក្នុងល្បឿន 0,9c តើម៉ាស់រីឡាទីវីស្ទីកនៃភាគល្អិតនោះជាអ្វី?

ប៉េបាហាសាន៖
ម៉ាស់​រីឡាទីវីស្ទិក គឺជាម៉ាស់របស់វត្ថុមួយដែលកើនឡើង នៅពេលដែលវត្ថុផ្លាស់ទីកាន់តែជិតនឹងល្បឿនពន្លឺ។

រូបមន្តម៉ាស់ទាក់ទងគ្នាគឺ៖

\[ ម = \frac{m_0}{\sqrt{1 – \frac{v^2}{c^2}}} \]

កន្លែងណា៖
–\(m\) គឺជាម៉ាស់រីឡាទីវីស្ទិក។
– \(m_0\) គឺជាម៉ាស់ដែលនៅសល់ (ម៉ាស់ត្រឹមត្រូវ)។
-v គឺជាល្បឿនរបស់វត្ថុ។
-c(c) គឺជាល្បឿនពន្លឺ។

ដោតតម្លៃដែលគេស្គាល់ទៅក្នុងរូបមន្ត៖

\[ m_0 = 2 \, \text{kg} \]
\[ វី = ០.៨ស៊ី \]

\[ ម = \frac{2}{\sqrt{1 – \frac{(0,9c)^2}{c^2}}\]
\[ ម = \frac{2}{\sqrt{1 – 0,81}}\]
\[ ម = \frac{2}{\sqrt{0,19}}\]
\[ ម \approx \frac{2}{0,436}\]
\[ ម៉ែត្រ \ប្រហែល ៤.៥៩ \, \text{គីឡូក្រាម}\]

ដូច្នេះ ម៉ាស់​ទាក់ទង​នៃ​ភាគល្អិត​នៅពេល​ធ្វើ​ចលនា​ក្នុង​ល្បឿន 0,9c គឺ​ប្រហែល 4,59 គីឡូក្រាម។

សំណួរទី 4: E=mc^2

សំណួរ៖
តើថាមពលប៉ុន្មានត្រូវបានផលិត ប្រសិនបើសារធាតុ 1 ក្រាមត្រូវបានបំផ្លាញទាំងស្រុង យោងទៅតាមរូបមន្តរបស់អែងស្តែង \(E=mc^2\)?

ប៉េបាហាសាន៖
រូបមន្តដ៏ល្បីល្បាញរបស់អែងស្តែង \(E=mc^2\) ផ្តល់នូវទំនាក់ទំនងផ្ទាល់រវាងម៉ាស់ (m) និងថាមពល (E) ដោយ \(c\) ជាល្បឿនពន្លឺ។

នៅក្នុងប្រព័ន្ធ SI (ប្រព័ន្ធអន្តរជាតិនៃឯកតា)៖
– ម៉ាស់ (ម) ត្រូវបានវាស់ជាគីឡូក្រាម (គីឡូក្រាម)។
- ល្បឿនពន្លឺ (គ) គឺ \(3 \x10^8 \, \text{m/s}\)។

ចូរយើងគណនាថាមពលដែលផលិតចេញពីសារធាតុ 1 ក្រាម៖
– ១ ក្រាម = ០,០០១ គីឡូក្រាម

\[ អ៊ី = ម.ក^២ \]
\[ E = (0,001) (3 x 10^8)^2 \]
\[ E = (0,001) (9 x 10^{16}) \]
\[ E = 9 x 10^{13} ជូល \]

ដូច្នេះ ថាមពលដែលផលិតបាន ប្រសិនបើសារធាតុ 1 ក្រាមត្រូវបានបំផ្លាញទាំងស្រុងគឺ ∙(9 x 10^{13}) ជូល។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ទ្រឹស្តីរ៉ឺឡាទីវីតេគឺជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋាន និងសំខាន់មួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា ដែលមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងជ្រាលជ្រៅចំពោះបាតុភូតរូបវន្តជាច្រើនប្រភេទ។ តាមរយៈឧទាហរណ៍ដែលបានពិភាក្សាខាងលើ យើងបានឃើញពីរបៀបដែលទ្រឹស្តីពិសេសនៃទ្រឹស្តីរ៉ឺឡាទីវីតេអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីយល់ពីការពង្រីកពេលវេលា ការរួមតូចប្រវែង ម៉ាស់រ៉ឺឡាទីវីតេ និងទំនាក់ទំនងរវាងម៉ាស់ និងថាមពល។

តាមរយៈការយល់ដឹង និងការអនុវត្តបញ្ហាទាំងនេះ យើងអាចឱ្យតម្លៃកាន់តែខ្ពស់ចំពោះសម្រស់នៃទ្រឹស្តីរ៉ឺឡាទីវីតេ និងផលវិបាករបស់វាចំពោះការយល់ដឹងអំពីសកលលោក។