Примеры вопросов по специальной теории относительности

7 примеров задач специальной теории относительности

1. Длина моста составляет 200 метров. Если наблюдать за ним из самолета, движущегося со скоростью 0,6 c (c = скорость света) параллельно мосту, то наблюдаемая длина моста равна…

A. 233 м
B. 200 м
C. 180 м
D. 160 м
Э. 120 м

Обсуждение
Известен :
L_o = 200 метров
v = 0,6 c
Задан вопрос Длина моста, наблюдаемая движущимся наблюдателем (L)
Джаваб :

формула сокращения длины :
Информация :
L = Длина объекта в его системе отсчета
L_o = Pдлина объекта в другой системе отсчета
Наблюдаемая длина моста (L) :
Правильный ответ — D.

2. Ракета длиной L₀ _{движется} со скоростью ½√3c (c = скорость света). При наблюдении неподвижным наблюдателем длина ракеты будет…

А. 0.25 л_o
Б. 0.5 л_o
С. 0.8 л_o
Д. 1.0 л_o
Е. 1.5 л_o

Обсуждение
Известен :
L_o = л_o
v = 0,5√3 c
Задан вопрос : Длина ракеты, если смотреть на неё неподвижному наблюдателю.
Джаваб :
Правильный ответ — B.

3. Длина объекта, измеренная неподвижным наблюдателем, равна 12 м. Какова будет длина объекта, измеренная наблюдателем, движущимся со скоростью 0,8 c (c = скорость света) относительно объекта?

A. 12,6 м
B. 12,2 м
C. 9,6 м
D. 7,2 м
Э. 6,0 м

Обсуждение
Известен :
L_o = 12 метров
v = 0,8 c
Задан вопрос Длина объекта, измеренная движущимся наблюдателем (L).
Джаваб :

Формула сокращения длины :

Информация :
L_o = Длина объекта, измеренная неподвижным наблюдателем
L = Длина объекта, измеренная движущимся наблюдателем.
v = Скорость движения наблюдателя
c = Скорость света

Длина объекта, измеренная движущимся наблюдателем. :
Правильный ответ — D.

4. Согласно наблюдателю, удаляющемуся от места события со скоростью 0,8c (c = скорость света), событие длится 3 с. Согласно неподвижному наблюдателю, событие происходит за промежуток времени…

А. 5,0 с
Б. 4,8 с
С. 3,0 с
Д. 1,8 с
Е. 1,2 с

Обсуждение
Известен :
t_m = 3 секунды
v = 0,8 c
Задан вопрос : Временной интервал события для стационарного наблюдателя (t)_m)
Джаваб :
Формула замедления времени :

Информация :
t_m = Временной интервал события с точки зрения движущегося наблюдателя
t_s = Временной интервал события согласно данным стационарного наблюдателя
Временной интервал события с точки зрения стационарного наблюдателя. :

Правильный ответ — D.

5. Длина объекта, измеренная в движении, уменьшается на 20 см по сравнению с его длиной в состоянии покоя. Если длина объекта, измеренная в состоянии покоя, равна 1 м, а c = скорость света, то скорость движения объекта равна...
А. 0,2 с
Б. 0,3 с
С. 0,4 с
Д. 0,6 с
Е. 0,8 с
Обсуждение
Известен :
L_o = 1 метров
L = 1 метр – 0,2 метра = 0,8 метра
Задан вопрос Скорость движения объекта (v)
Джаваб :
формула сокращения длины :

Информация :
 = Константа
c = Скорость света
L_o = Длина объекта в неподвижном состоянии
L = Длина движущегося объекта
Скорость движения объекта :

Правильный ответ — D.

6. Длина самолета, когда он неподвижен на Земле, составляет 95 м. Когда самолет движется со скоростью v, по мнению наблюдателя на Земле, его длина составляет 76 м. Величина скорости v равна...
А. 0,25 с
Б. 0,50 с
С. 0,60 с
Д. 0,75 с
Е. 0,80 с
Обсуждение
Известно, что:
L_o = 95 метров
L = 76 метр
Вопрос: Скорость самолета (v)
Джаваб:
Формула сокращения длины:

Скорость самолета:

Правильный ответ — C.

7. Для того чтобы длина движущегося объекта для наблюдателя на Земле была равна половине длины неподвижного объекта, объект должен двигаться со скоростью… (√3 = 1,7)
А. 0,50 с
Б. 0,60 с
С. 0,70 с
Д. 0,95 с
Е. 0.90 с
Обсуждение
Известно, что:
Л = 0,5 л_o
Вопрос: Скорость объекта (v)
Джаваб:
Скорость объекта:

Правильный ответ — C.

Источник вопроса:

Вопросы по физике для национального экзамена в старших классах средней школы/профессионального училища.