Fa'ata'ita'iga o Fesili e Talanoaina ai Postulates Muamua ma le Lua a Einstein
O Albert Einstein, o se tasi o tagata e sili ona tāua i le fisiki, na ia faʻalauiloa ni manatu taua se lua i lana aʻoaʻoga faapitoa o le relativity, e taʻua o le muamua ma le lona lua o manatu a Einstein. O nei manatu na luʻitauina ai malamalamaga masani o le vateatea ma le taimi ma saunia ai le ala mo ni sailiga fou i le fisiki. I totonu o lenei tusiga, o le a matou suʻesuʻeina atili ai nei manatu e lua ma tuʻuina atu ni faʻataʻitaʻiga e fesoasoani ia i matou e malamalama ai i manatu e fesoʻotaʻi.
Postulate Muamua a Einstein
O le uluaʻi postulate a Einstein, e taʻua foʻi o le mataupu faavae o le relativity, o loʻo taʻua ai o tulafono o le fisiki e tutusa i faʻavae faʻasinomaga uma o le inertial. I se isi faaupuga, e leai se faʻavae faʻasinomaga o le inertial e sili atu nai lo le isi, ma e tatau ona tumau pea le tutusa o matauga faaletino uma mai le tasi faʻavae faʻasinomaga o le inertial i le isi. O se manatu autu lea e faʻaalia ai e le afaina ai tulafono autu o le natura le fegasoloaʻiga faʻatatau i le va o tagata matau.
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga
Fesili 1: E lua nofoaafi, A ma B, o loʻo feoaʻi i le saoasaoa tumau o le \(v_A = 30 m/s\) ma le \(v_B = 40 m/s\) i le itu lava e tasi. O se pasese i le nofoaafi A o loʻo togi se polo i le saoasaoa o le \(u = 20 m/s\) agai i luma o le nofoaafi (i le itu o loʻo gaoioi ai le nofoaafi). Fuafua le saoasaoa o le polo e tusa ai ma le pasese o loʻo tu i le nofoaga.
Talanoaga:
Ina ia fuafua le saoasaoa o le polo e tusa ai ma le tagata matau i le nofoaga, e manaʻomia ona tatou faʻaopoopoina le saoasaoa faʻatatau o le polo i le saoasaoa o le nofoaafi A. Talu ai o gaioiga uma e i le tasi itu, e mafai ona tatou faʻaaogaina le faʻaopoopoga vector faigofie:
\[
v_{\text{polo, nofoaga}} = v_A + u = 30 \, m/s + 20 \, m/s = 50 \, m/s
\]
O lea la, o le saoasaoa o le polo e tusa ai ma le manatu o le tagata matau i le nofoaga o le \(50 m/s\).
Fesili 2: O loʻo i totonu o se vaʻalele o loʻo gaoioi se tagata femalagaaʻi i le vateatea i se saoasaoa e le suia. Afai e ki e le tagata femalagaaʻi se moli, o le a vaʻaia ea e se tagata matau i fafo atu o le vaʻalele se saoasaoa ese o le malamalama nai lo le tagata femalagaaʻi i totonu o le vaʻalele?
Talanoaga:
E tusa ai ma le uluaʻi postulate a Einstein, o tulafono o le fisiki, e aofia ai le saoasaoa o le malamalama i totonu o se vacuum, e tutusa i faʻavae faʻasinomaga uma o le inertial. O lona uiga o le saoasaoa o le malamalama e tumau ma e le faʻalagolago i le saoasaoa o le puna poʻo le tagata matau. O le mea lea, o le a matauina e se tagata vaʻalele i totonu o le vaʻalele ma se tagata matau i fafo atu o le vaʻalele le saoasaoa tutusa o le malamalama, o lona uiga \(c \approx 3 \times 10^8 \, m/s\).
Postulate Lona Lua a Einstein
O le postulate lona lua a Einstein, e taʻua foʻi o le mataupu faavae o le lē suia o le saoasaoa o le malamalama, o loʻo taʻua ai o le saoasaoa o le malamalama i totonu o se avanoa e tutusa mo tagata matamata uma, e tusa lava po o le a le gaioiga faʻatatau a le puna poʻo le tagata matau. O lenei postulate e luʻitauina ai le malamalama masani e faʻapea o le saoasaoa o le malamalama e tatau ona fesuisuiaʻi e faʻatatau i le saoasaoa o le puna poʻo le tagata matau.
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga
Fesili 3: O se ave o le malamalama e fa'asalalauina mai se lamepa o lo'o fealua'i i le saoasaoa o le \(v = 0.6c\) e fa'atatau i se tagata matau e le minoi. Fuafua le saoasaoa o le ave o le malamalama e tusa ai ma le tagata matau e le minoi.
Talanoaga:
E tusa ai ma le postulate lona lua a Einstein, o le saoasaoa o le malamalama i totonu o se masini gaogao e tumau ma tutusa mo tagata matau uma, e tusa lava po o le a le gaioiga fa'atatau i le va o le tagata matau ma le puna o le malamalama. O le mea lea, o le saoasaoa o se ave o le malamalama e tusa ai ma se tagata matau e le minoi o le \(c\), o lona uiga:
\[
v_{\text{light}} = c \approx 3 \times 10^8 \, m/s
\]
Fesili 4: E lua va'alele va'alele A ma le B o lo'o agai atu le tasi i le isi i ni saoasaoa \(0.5c\) ma le \(0.7c\) e fa'atatau i se tagata matau i le Lalolagi. O le a le saoasaoa o le va'alele va'alele A e tusa ai ma se tagata matau i le va'alele va'alele B?
Talanoaga:
I tulaga faapenei, e manaʻomia ona tatou faʻaaogaina suiga faʻatatau e fuafua ai le saoasaoa faʻatatau i le va o mea e lua o loʻo fealuaʻi latalata i le saoasaoa o le malamalama. O le fua faʻatatau o le saoasaoa faʻatatau mo mea e lua o loʻo faʻalatalata mai e faʻapea:
\[
u' = \frac{u + v}{1 + \frac{uv}{c^2}}
\]
O fea o le \(u = 0.5c\) o le saoasaoa o le va'a A e fa'atatau i le Lalolagi ma le \(v = 0.7c\) o le saoasaoa o le va'a B e fa'atatau i le Lalolagi. Talu ai o lo'o latou latalata mai, matou te fa'apipi'i nei tau i totonu o le fua fa'atatau:
\[
u' = \frac{0.5c + 0.7c}{1 + \frac{(0.5c)(0.7c)}{c^2}} = \frac{1.2c}{1 + 0.35} = \frac{1.2c}{1.35} \approx 0.89c
\]
O lea la, o le saoasaoa o le vaalele A e tusa ai ma se tagata matau i luga o le vaalele B e tusa ma le \(0.89c\).
I'uga
O le uluaʻi ma le lua o manatu faavae a Einstein e ofoina atu ai ni malamalamaga faavae e lagolagoina ai le aʻoaʻoga faapitoa o le relativity. O le uluaʻi manatu faavae e faamanino mai ai o tulafono o le fisiki e le suia i totonu o faʻavae faʻasinomaga inertial, ma tuʻuina atu ai le tutusa i le va o tagata matau uma e le suia. I le taimi nei, o le lona lua manatu faavae e taʻu mai ai o le saoasaoa o le malamalama e tumau, e tusa lava po o le a le gaioiga a le puna po o le tagata matau, ma faʻaleagaina ai le mataupu faavae o saoasaoa faʻatatau i le fisiki masani.
O le malamalama i nei manatu e lē gata ina tāua mo le suʻesuʻega faʻateorē o le fisiki ae e aʻafia ai foʻi faʻaoga faʻatekonolosi faʻaonaponei, e pei o faiga faʻatautaia GPS, lea e manaʻomia ai faʻasaʻoga faʻatatau. Faatasi ai ma faʻatinoga ma faʻataʻitaʻiga, e mafai ona faigofie ona malamalama ma faʻaaogaina nei manatu i tulaga eseese. E faʻamoemoe o lenei tusiga ua fesoasoani e faʻamanino mataupu faavae autu i tua atu o le aʻoaʻoga faapitoa a Einstein o le faʻatatau.
