Ìmọ̀ pàtàkì nípa ìbáṣepọ̀ - àwọn ìṣòro àti ojútùú
1. Ohun kan tí gígùn rẹ̀ jẹ́ 60 m ń gbéra ní a iyara ti 0.6 c (c = iyara ina). Gẹ́gẹ́ bí olùwòran tí ó dúró, kí ni gígùn ohun náà?
A mọ̀:
Gígùn tó yẹ (L)o) = mita 60
Iyara ohun (v) = 0.6 c
A fẹ́: Ìfàmọ́ra gígùn (L)
c = iyara ti ina
Lo = gigun to tọ
L= idinku gigun
Ìfàmọ́ra gígùn (L):
2. A ṣe akiyesi iṣẹlẹ kan by olùwòran tí ó dúró níbìkan fún ìṣẹ́jú-àáyá 12. Kí ni àkókò àárín àkókò náà? ti iṣẹlẹ, gẹ́gẹ́ bí olùwòran kan ti sọ ti o gbigbe ni iyara 0.8 c (c = iyára ìmọ́lẹ̀).
A mọ̀:
Àárín àkókò ìṣẹ̀lẹ̀ náà gẹ́gẹ́ bí olùwòran tí ó dúró síbẹ̀ ti sọ (ts) = àáyá 12
Iyara oluwoye (v) = 0.8 c
Fe: Àárín àkókò ìṣẹ̀lẹ̀ náà gẹ́gẹ́ bí observer tí ó ń rìn ní iyára 0.8 c (tm)
Ojutu:
Ìdọ́gba ìfàsẹ́yìn àkókò:
ts = àkókò náà gẹ́gẹ́ bí olùwòran tí ó dúró síbẹ̀ ti sọ
tm = ààlà àkókò gẹ́gẹ́ bí olùwòran tí ń gbéra ti sọ
Àárín àkókò gẹ́gẹ́ bí olùwòran tí ń rìn (t)m):
Àwọn ìbéèrè àti ìdáhùn èrò 20 tó ní í ṣe pẹ̀lú ẹ̀kọ́ pàtàkì nípa ìbáṣepọ̀:
1. Ibeere: Àwọn ìlànà pàtàkì wo ló wà ní ìpìlẹ̀ ẹ̀kọ́ pàtàkì nípa ìbáṣepọ̀?
dahun: Àwọn ìlànà méjì náà ni: (1) Àwọn òfin fisiksi jọra ní gbogbo àwọn ètò ìtọ́kasí tí kò ṣeé yí padà, àti (2) Ìyára ìmọ́lẹ̀ nínú afẹ́fẹ́ kò dúró ṣinṣin, kò sì ní ìṣípo orísun tàbí olùwòran.
2. Ibeere: Báwo ni ìfọ́pọ̀ àkókò ṣe ń wáyé gẹ́gẹ́ bí ìlànà pàtàkì ti ìbáṣepọ̀?
dahun: Ìfọ́ àkókò túmọ̀ sí ìṣẹ̀lẹ̀ níbi tí àkókò ti ń lọ lọ́ra fún olùwòran tí ó ń rìn ní ìfiwéra pẹ̀lú ẹni tí ó ń sinmi, tí a fi ìbátan Δt' = Δt/√(1 – v²/c²) fúnni, níbi tí v jẹ́ iyàrá ìbátan àti c jẹ́ iyàrá ìmọ́lẹ̀.
3. Ibeere: Kí ni ìfàmọ́ra gígùn?
dahun: Ìfàmọ́ra gígùn fihàn pé ohun kan dàbí ẹni pé ó kúrú ní ìtọ́sọ́nà ìṣípo rẹ̀ láti ojú ìwòye olùwòran tí ó dúró, ní ìfiwéra pẹ̀lú gígùn rẹ̀ tí ó yẹ nígbà tí ó bá sinmi.
4. Ibeere: Báwo ni ẹ̀kọ́ pàtàkì nípa ìbáṣepọ̀ ṣe ní ipa lórí èrò ìfọwọ́sowọ́pọ̀?
dahun: Àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ tí ó bá fara hàn ní àkókò kan náà fún olùwòran kan lè má jẹ́ ní àkókò kan náà pẹ̀lú olùwòran mìíràn tí ń rìn ní iyàrá mìíràn. Nítorí náà, ní àkókò kan náà, ìbáramu ni.
5. Ibeere: Kí ni ìtumọ̀ ọ̀rọ̀ náà “ìwọ̀n ìyípadà tí ó jọra”?
dahun: Ìwọ̀n ìbáramu tọ́ka sí ìbísí nínú ìwọ̀n tó gbéṣẹ́ ti ohun kan bí iyára rẹ̀ ṣe ń sún mọ́ iyára ìmọ́lẹ̀. M = m₀/√(1 – v²/c²) ni a fi fún un, níbi tí m₀ jẹ́ ìwọ̀n ìyókù.
6. Ibeere: Báwo ni ẹ̀kọ́ pàtàkì nípa ìbáramu ṣe so agbára àti ibi-iṣẹ́ pọ̀?
dahun: A fi ìbáṣepọ̀ náà hàn nípa lílo E = mc², èyí tó fi hàn pé agbára (E) àti ìwọ̀n (m) dọ́gba, a sì lè yí wọn padà sí ara wọn.
7. Ibeere: Kí ni pàtàkì iyàrá ìmọ́lẹ̀ (c) nínú ẹ̀kọ́ yìí?
dahun: Nínú àgbékalẹ̀ pàtàkì ti ìbáramu, iyára ìmọ́lẹ̀ ni iyára tó ga jùlọ tí ìwífún tàbí ohun èlò lè rìn, ó sì dúró ṣinṣin nínú gbogbo àwọn férémù aláìlágbára.
8. Ibeere: Kí ló dé tí kò fi ṣeé ṣe fún àwọn nǹkan tí wọ́n ní ìwọ̀n láti dé tàbí kí wọ́n kọjá iyàrá ìmọ́lẹ̀?
dahun: Bí iyára ohun kan bá ń sún mọ́ iyára ìmọ́lẹ̀, ìwọ̀n rẹ̀ tó jọra ń pọ̀ sí i, èyí sì ń béèrè fún agbára àìlópin láti mú kí ó yára sí i ní iyára ìmọ́lẹ̀ fúnra rẹ̀.
9. Ibeere: Báwo ni ìfikún iyara ṣe ń ṣiṣẹ́ nínú ìbáṣepọ̀ pàtàkì?
dahun: Láìdàbí àwọn onímọ̀ nípa ìṣẹ̀dá àtijọ́, iyàrá kìí ṣe àfikún tààrà. Tí u bá jẹ́ iyàrá ohun kan gẹ́gẹ́ bí a ṣe rí i nínú férémù tí ń gbé pẹ̀lú iyàrá v, iyàrá rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí olùwòran tí ó dúró jẹ́ u' = (u + v) / (1 + uv/c²).
10. Ibeere: Kí ni ìyípadà Lorentz?
dahun: Àwọn ìyípadà Lorentz jẹ́ àwọn fọ́múlá ìṣirò tí ó so ààyè àti àkókò ìṣètò ìṣẹ̀lẹ̀ kan nínú férémù inertial kan pọ̀ mọ́ àwọn tí ó wà nínú òmíràn tí ń rìn ní iyàrá tí ó dúró ṣinṣin ní ìfiwéra pẹ̀lú ti àkọ́kọ́.
11. Ibeere: Báwo ni ìbáramu pàtàkì ṣe ní ipa lórí ìpamọ́ agbára ìṣíṣẹ́?
dahun: Momentum ṣì wà ní ìpamọ́, ṣùgbọ́n ìtumọ̀ momentum di relativistic, títí kan ifosiwewe ti ilosoke relativistic mass: p = mv/√(1 – v²/c²).
12. Ibeere: Ǹjẹ́ ẹ̀kọ́ pàtàkì nípa ìbáramu bá àwọn onímọ̀ nípa Newtonian mu?
dahun: Bẹ́ẹ̀ni, fún àwọn iyàrá tí ó kéré ju iyàrá ìmọ́lẹ̀ lọ, àwọn àsọtẹ́lẹ̀ nípa ìbáramu pàtàkì para pọ̀ mọ́ ti àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ Newtonian.
13. Ibeere: Kí ni ipa tí ìfọ́ àkókò ní lórí ọjọ́ ogbó?
dahun: Ẹni tí ó bá ń rìn ní iyàrá tí ó jọra yóò máa dàgbà díẹ̀díẹ̀ ju ẹni tí ó dúró ní ipò kan lọ. Èyí ni “ìyàtọ̀ ìbejì” níbi tí ìbejì kan ti ń rìn ní iyàrá tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ mọ́lẹ̀ tí ó sì ń padà sí ipò kékeré ju ìbejì tí ó dúró ní ipò kejì lọ.
14. Ibeere: Báwo ni ìbáramu pataki ṣe tún agbára ṣe?
dahun: Agbára gbogbo ni àpapọ̀ agbára ìsinmi ohun kan (mc²) àti agbára ìṣiṣẹ́ rẹ̀. Kódà nígbà ìsinmi, ohun kan ní agbára nítorí ìwọ̀n rẹ̀.
15. Ibeere: Ǹjẹ́ ohunkóhun lè rìn kíákíá ju ìmọ́lẹ̀ lọ gẹ́gẹ́ bí ìbáṣepọ̀ pàtàkì?
dahun: Rárá o, iyára ìmọ́lẹ̀ ni ààlà iyára gbogbogbòò. Àwọn èròjà ìṣàpẹẹrẹ tí wọ́n ń rìn kíákíá ju ìmọ́lẹ̀ lọ, kò bá ìlànà yìí mu.
16. Ibeere: Báwo ni a ṣe ní ipa lórí ibi-ara ní àwọn iyàrá ìfàsẹ́yìn?
dahun: Bí iyára ohun kan bá ń sún mọ́ iyára ìmọ́lẹ̀, ìwọ̀n rẹ̀ tó jọra ń pọ̀ sí i láìsí ààlà, èyí sì ń béèrè fún agbára púpọ̀ sí i fún ìyára síwájú sí i.
17. Ibeere: Ipa wo ni ilana okunfa ṣe ninu ibatan pataki?
dahun: Ìlànà ìfàsẹ́yìn, níbi tí okùnfà bá ṣáájú ipa, ṣì wà ní ìpamọ́ nínú ìbáṣepọ̀ pàtàkì, ìdí nìyí tí iyàrá ìmọ́lẹ̀ fi ṣe pàtàkì.
18. Ibeere: Kí ni àkókò àlàfo?
dahun: Àkókò ààyè máa ń so àwọn ìwọ̀n mẹ́ta ti ààyè pọ̀ mọ́ ìwọ̀n kẹrin ti àkókò sí ìtẹ̀síwájú oníwọ̀n mẹ́rin, tí ó ṣe pàtàkì fún ètò ìbáramu.
19. Ibeere: Báwo ni ìbáramu pàtàkì ṣe wo ààyè àti àkókò pípé?
dahun: Ìbáramu pàtàkì kò gbà pé ààyè àti àkókò péye. Àwọn méjèèjì jẹ́ ìbáramu, wọ́n sì lè yàtọ̀ síra ní ìbámu pẹ̀lú ipò ìṣípò ẹnìkan.
20. Ibeere: Kí ni “ìlànà ìtọ́kasí aláìlẹ́gbẹ́”?
dahun: Fírámù ìtọ́kasí aláìlópin ni èyí tí àwọn nǹkan máa ń dúró ní ìsinmi tàbí kí wọ́n máa rìn ní iyàrá tí kò ní ìyípadà àyàfi tí agbára láti òde bá gbé e. Ó jẹ́ férémù kan níbi tí òfin ìṣípo àkọ́kọ́ ti Newton dúró sí.
Ẹ̀kọ́ pàtàkì nípa ìbáṣepọ̀, tí Albert Einstein gbé kalẹ̀, yí òye wa nípa ààyè, àkókò, agbára, àti ohun èlò padà. Àwọn ìtumọ̀ rẹ̀ tàn kálẹ̀ sí ọ̀pọ̀lọpọ̀ ẹ̀ka ìmọ̀ fisiksi òde òní, a sì ti fi ìdánwò ṣe àyẹ̀wò.
