Глава 4. Основы специальной теории относительности
Задачи с решениями
Два космических корабля, каждый из которых имеет собственную длину l0 = 230 м, пролетают один мимо другого с относительной скоростью υ (см. рис.).
Астронавт, находящийся в точке A одного из кораблей, измерил интервал времени прохождения второго корабля мимо него и получил значение τ0 = 3,57 мкс. Определите параметр β = υ / c.
Решение
Два события – прохождение мимо точки A головной части второго корабля (точка B) и прохождение мимо точки A хвостовой части второго корабля (точка C) – происходят в одной точке первого корабля и измеряются по единственным часам. Поэтому время, замеренное космонавтом в точке A, является собственным временем τ0 = 3,57 мкс. Длина второго корабля, измеренная астронавтом в точке A, есть
l = υ · τ0 = βcτ0.
Длина l связана с собственной длиной l0 соотношением
Исключая из этих формул величину l, получим
Если обе части этого соотношения возвести в квадрат, то после несложных преобразований можно получить:
Подстановка числовых значений дает значение
β = 0,210.
Таким образом, относительная скорость космических кораблей составляет 21 % от скорости света.