Exempelfrågor om speciell relativitet

7 exempel på speciella relativitetsproblem

1. En bro är 200 meter lång. Om den observeras av en observatör i ett flygplan som rör sig med en hastighet av 0,6 c (c = ljusets hastighet) parallellt med bron, då är den observerade längden på bron…

A. 233 m
B. 200 m
Ca 180 meter
D. 160 m
Ö. 120 m

Diskussion
Det är känt :
L_o = 200 XNUMX meter
v = 0,6°C
Frågade : Längd på bron observerad av en rörlig observatör (L)
Jawab :

Formel för längdkontraktion :
Sammanfattning:
L = Objektets längd i dess referensram
L_o = Plängden på ett objekt i en annan referensram
Observerad brolängd (L) :
Det rätta svaret är D.

2. En raket med längden L_o rör sig med en hastighet av ½√3 c (c = ljusets hastighet). När raketen betraktas av en stillastående observatör kommer den att vara...

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

Diskussion
Det är känt :
L_o =L_o
v = 0,5√3 c
Frågade Raketens längd sett av en stationär observatör
Jawab :
Det rätta svaret är B.

3. Längden på ett objekt mätt av en stationär observatör = 12 m. Hur lång är objektet när det mäts av en observatör som rör sig med en hastighet av 0,8 c (c = ljusets hastighet) i förhållande till objektet?

A. 12,6 m
B. 12,2 m
Ca 9,6 meter
D. 7,2 m
Ö. 6,0 m

Diskussion
Det är känt :
L_o = 12 XNUMX meter
v = 0,8°C
Frågade Längden på ett objekt mätt av en rörlig observatör (L)
Jawab :

Formel för längdkontraktion :

Sammanfattning:
L_o = Längden på ett objekt mätt av en stationär observatör
L = Objektets längd mätt av en rörlig observatör
v = Observatörens rörelsehastighet
c = Ljusets hastighet

Längden på ett objekt mätt av en rörlig observatör :
Det rätta svaret är D.

4. En händelse inträffar under 3 sekunder enligt en observatör som rör sig bort från händelsen med en hastighet av 0,8 °C (c = ljusets hastighet). Enligt en stationär observatör inträffar händelsen inom ett tidsintervall av…

A. 5,0 s
B. 4,8 s
Ca 3,0 sekunder
D. 1,8 sekunder
E. 1,2 s

Diskussion
Det är känt :
t_m = 3 sekunder
v = 0,8°C
Frågade Tidsintervallet för en händelse enligt en stationär observatör (t_m)
Jawab :
Formel för tidsdilatation :

Sammanfattning:
t_m = Tidsintervall för en händelse enligt en rörlig observatör
t_s = Tidsintervall för händelsen enligt en stationär observatör
Händelsens tidsintervall enligt en stationär observatör :

Det rätta svaret är D.

5. Längden på ett objekt mätt under rörelse krymper med 20 cm jämfört med dess längd när det mäts i vila. Om längden på ett objekt mätt i vila är 1 m och c = ljusets hastighet, då är objektets rörelsehastighet...
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c
Diskussion
Det är känt :
L_o = 1 XNUMX meter
L = 1 meter – 0,2 meter = 0,8 meter
Frågade Objektets rörelsehastighet (v)
Jawab :
Formel för längdkontraktion :

Sammanfattning:
 = Konstant
c = Ljusets hastighet
L_o = Objektets längd när det är stilla
L = Objektets längd vid förflyttning
Objektets rörelsehastighet :

Det rätta svaret är D.

6. Ett flygplan har en längd på 95 m när det står stilla på jorden. När planet rör sig med en hastighet av v, enligt en observatör på jorden, är planets längd 76 m. Storleken på hastigheten v är...
A. 0,25 c
B. 0,50 c
C. 0,60 c
D. 0,75 c
E. 0,80 c
Diskussion
Det är känt att:
L_o = 95 XNUMX meter
L = 76 meter
Frågade: Flygplanets hastighet (v)
Jawab:
Formel för längdkontraktion:

Flygplanets hastighet:

Det rätta svaret är C.

7. För att längden på ett rörligt objekt enligt en observatör på jorden ska vara lika med ½ av längden på ett stillastående objekt, måste objektet röra sig med en hastighet av….. (√3 = 1,7)
A. 0,50 c
B. 0,60 c
C. 0,70 c
D. 0,95 c
E. 0.90 c
Diskussion
Det är känt att:
L = 0,5 L_o
Frågade: Objekthastighet (v)
Jawab:
Objektets hastighet:

Det rätta svaret är C.

Frågekälla:

Nationella fysikfrågor för gymnasiet/yrkesgymnasiet