Beispillfroen zur spezieller Relativitéit

7 Beispiller vu spezielle Relativitéitsproblemer

1. Eng Bréck ass 200 Meter laang. Wann se vun engem Observateur an engem Fliger observéiert gëtt, dat sech mat enger Geschwindegkeet vun 0,6 c (c = Liichtgeschwindegkeet) parallel zur Bréck beweegt, dann ass déi observéiert Längt vun der Bréck...

A. 233 m
B. 200 m
C. 180 m
D. 160 m
E. 120 m

Diskussioun
Et ass bekannt :
L_o = 200 Meter
v = 0,6 c
Gefrot Längt vun der Bréck, déi vun engem bewegende Beobachter observéiert gëtt (L)
Jawab :

Formel fir d'Kontraktioun vun der Längt :
Informatiounen:
L = Längt vum Objet a sengem Referenzsystem
L_o = P dird'Längt vun engem Objet an engem anere Referenzsystem
Observéiert Brécklängt (L) :
Déi richteg Äntwert ass D.

2. Eng Rakéit mat der Längt L_o beweegt sech mat enger Geschwindegkeet vun ½√3 c (c = Liichtgeschwindegkeet). Wann se vun engem stationäre Beobachter gekuckt gëtt, ass d'Längt vun der Rakéit...

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

Diskussioun
Et ass bekannt :
L_o = L an_o
v = 0,5√3 c
Gefrot D'Längt vun der Rakéit, wann se vun engem stationäre Beobachter gekuckt gëtt
Jawab :
Déi richteg Äntwert ass B.

3. D'Längt vun engem Objet, gemooss vun engem stationäre Beobachter = 12 m. Wéi laang ass den Objet, wann en vun engem Beobachter gemooss gëtt, deen sech mat enger Geschwindegkeet vun 0,8 c (c = Liichtgeschwindegkeet) am Verhältnes zum Objet beweegt?

A. 12,6 m
B. 12,2 m
C. 9,6 m
D. 7,2 m
E. 6,0 m

Diskussioun
Et ass bekannt :
L_o = 12 Meter
v = 0,8 c
Gefrot D'Längt vun engem Objet, gemooss vun engem bewegende Beobachter (L)
Jawab :

Formel fir d'Kontraktioun vun der Längt :

Informatiounen:
L_o = Längt vun engem Objet, gemooss vun engem stationäre Beobachter
L = Längt vum Objet, gemooss vun engem bewegende Beobachter
v = Bewegungsgeschwindegkeet vum Observateur
c = Liichtgeschwindegkeet

D'Längt vun engem Objet, gemooss vun engem bewegende Beobachter :
Déi richteg Äntwert ass D.

4. En Evenement dauert 3 Sekonnen, laut engem Observateur, deen sech mat enger Geschwindegkeet vun 0,8 °C (c = Liichtgeschwindegkeet) vum Evenement ewechbeweegt. Laut engem stationäre Observateur geschitt den Evenement an engem Zäitintervall vun…

A. 5,0 Sekonnen
B. 4,8 Sekonnen
C. 3,0 Sekonnen
D. 1,8 Sekonnen
E. 1,2 Sekonnen

Diskussioun
Et ass bekannt :
t_m = 3 Sekonnen
v = 0,8 c
Gefrot Den Zäitintervall vun engem Evenement laut engem stationäre Beobachter (t_m)
Jawab :
Zäitdilatatiounsformel :

Informatiounen:
t_m = Zäitintervall vun engem Evenement laut engem bewegende Beobachter
t_s = Zäitintervall vum Evenement laut engem stationäre Beobachter
Den Zäitintervall vum Evenement laut engem stationäre Beobachter :

Déi richteg Äntwert ass D.

5. D'Längt vun engem Objet, deen a Bewegung gemooss gëtt, schrumpft ëm 20 cm am Verglach zu senger Längt, wann se a Rou gemooss gëtt. Wann d'Längt vun engem Objet, deen a Rou gemooss gëtt, 1 m ass an c = d'Liichtgeschwindegkeet ass, dann ass d'Beweegungsgeschwindegkeet vum Objet...
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c
Diskussioun
Et ass bekannt :
L_o = 1 Meter
L = 1 Meter – 0,2 Meter = 0,8 Meter
Gefrot Geschwindegkeet vun der Objetbewegung (v)
Jawab :
Formel fir d'Kontraktioun vun der Längt :

Informatiounen:
 = Konstant
c = Liichtgeschwindegkeet
L_o = Längt vum Objet wann en roueg ass
L = Längt vum Objet beim Beweegen
D'Geschwindegkeet vun der Bewegung vum Objet :

Déi richteg Äntwert ass D.

6. E Fliger huet eng Längt vu 95 m wann e stationär op der Äerd steet. Wann de Fliger mat enger Geschwindegkeet vu v beweegt, ass d'Längt vum Fliger laut engem Observateur op der Äerd 76 m. D'Gréisst vun der Geschwindegkeet v ass...
A. 0,25 c
B. 0,50 c
C. 0,60 c
D. 0,75 c
E. 0,80 c
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
L_o = 95 Meter
L = 76 Meter
Gefrot: Fligergeschwindegkeet (v)
Äntwert:
Formel fir d'Längtkontraktioun:

Fligergeschwindegkeet:

Déi richteg Äntwert ass C.

7. Fir datt d'Längt vun engem bewegende Objet laut engem Observateur op der Äerd gläich wéi d'Halschent vun der Längt vun engem stationäre Objet ass, muss den Objet sech mat enger Geschwindegkeet vu….. (√3 = 1,7) beweegen.
A. 0,50 c
B. 0,60 c
C. 0,70 c
D. 0,95 c
E. 0.90 c
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
L = 0,5 L_o
Gefrot: Objetgeschwindegkeet (v)
Äntwert:
Objetgeschwindegkeet:

Déi richteg Äntwert ass C.

Quell vun der Fro:

Froen zur nationaler Physikprüfung fir de Lycée/Beruffslycée