Eksempelspørsmål om spesiell relativitet

7 eksempler på spesielle relativitetsproblemer

1. En bro er 200 meter lang. Hvis den observeres av en observatør i et fly som beveger seg med en hastighet på 0,6 c (c = lysets hastighet) parallelt med broen, er den observerte lengden på broen ...

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

Diskusjon
Det er kjent :
L_o = 200 meter
v = 0,6 °C
Spurt Lengden på broen observert av en bevegelig observatør (L)
Jawab :

Formel for lengdekontraksjon :
Informasjon :
L = Lengden på objektet i referanserammen
L_o = Plengden på et objekt i en annen referanseramme
Observert brolengde (L) :
Det riktige svaret er D.

2. En rakett med lengde L_o beveger seg med en hastighet på ½√3 c (c = lysets hastighet). Når raketten blir sett av en stasjonær observatør, vil den ha en lengde på ...

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

Diskusjon
Det er kjent :
L_o =L_o
v = 0,5√3 c
Spurt Lengden på raketten sett av en stasjonær observatør
Jawab :
Det riktige svaret er B.

3. Lengden på et objekt målt av en stasjonær observatør = 12 m. Hva er lengden på objektet målt av en observatør som beveger seg med en hastighet på 0,8 c (c = lysets hastighet) i forhold til objektet?

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

Diskusjon
Det er kjent :
L_o = 12 meter
v = 0,8 °C
Spurt Lengden på et objekt målt av en bevegelig observatør (L)
Jawab :

Formel for lengdekontraksjon :

Informasjon :
L_o = Lengden på et objekt målt av en stasjonær observatør
L = Lengden på objektet målt av en bevegelig observatør
v = Observatørens bevegelseshastighet
c = Lysets hastighet

Lengden på et objekt målt av en bevegelig observatør :
Det riktige svaret er D.

4. En hendelse inntreffer i 3 sekunder ifølge en observatør som beveger seg bort fra hendelsen med en hastighet på 0,8 c (c = lysets hastighet). Ifølge en stasjonær observatør inntreffer hendelsen i et tidsintervall på…

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

Diskusjon
Det er kjent :
t_m = 3 sekunder
v = 0,8 °C
Spurt Tidsintervallet for en hendelse ifølge en stasjonær observatør (t_m)
Jawab :
Formel for tidsdilatasjon :

Informasjon :
t_m = Tidsintervall for en hendelse ifølge en bevegelig observatør
t_s = Tidsintervall for hendelsen ifølge en stasjonær observatør
Tidsintervallet for hendelsen ifølge en stasjonær observatør :

Det riktige svaret er D.

5. Lengden på et objekt målt mens det beveger seg krymper med 20 cm sammenlignet med lengden når det måles i ro. Hvis lengden på et objekt målt i ro er 1 m og c = lysets hastighet, er objektets bevegelseshastighet...
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c
Diskusjon
Det er kjent :
L_o = 1 meter
L = 1 meter – 0,2 meter = 0,8 meter
Spurt : Objektets bevegelseshastighet (v)
Jawab :
Formel for lengdekontraksjon :

Informasjon :
 = Konstant
c = Lysets hastighet
L_o = Lengden på objektet når det står stille
L = Lengden på objektet når det beveger seg
Hastigheten på objektets bevegelse :

Det riktige svaret er D.

6. Et fly har en lengde på 95 m når det står stille på jorden. Når flyet beveger seg med en hastighet på v, er flyets lengde 76 m ifølge en observatør på jorden. Størrelsen på hastigheten v er...
A. 0,25 c
B. 0,50 c
C. 0,60 c
D. 0,75 c
E. 0,80 c
Diskusjon
Det er kjent at:
L_o = 95 meter
L = 76 meter
Spurte: Flyhastighet (v)
Jawab:
Formel for lengdekontraksjon:

Flyets hastighet:

Det riktige svaret er C.

7. For at lengden på et objekt i bevegelse, ifølge en observatør på jorden, skal være lik halve lengden på et stasjonært objekt, må objektet bevege seg med en hastighet på….. (√3 = 1,7)
A. 0,50 c
B. 0,60 c
C. 0,70 c
D. 0,95 c
E. 0.90 c
Diskusjon
Det er kjent at:
L = 0,5 L_o
Spurte: Objekthastighet (v)
Jawab:
Objektets hastighet:

Det riktige svaret er C.

Kilde for spørsmålet:

Nasjonale eksamensspørsmål i fysikk for videregående skole/yrkesfaglig videregående skole