Двумерная задача преобразования скорости Лоренца

Два космических корабля А и В сближаются в перпендикулярных направлениях, если смотреть с Земли. Если неподвижный земной наблюдатель наблюдает, что A имеет скорость 𝑢 𝑦 = -0,90c и B, чтобы иметь скорость 𝑢 𝑥 = +0,90c, определите скорость корабля A, измеренную лоцманом корабля B.

Чтобы решить задачу, я разделил ее на две части: первая часть для Икс компонент скорость A, а вторая часть для у компонент. Позволять в и в — скорости корабля A в системе отсчета S и S' соответственно. Точно так же пусть ж и ж — скорости корабля B. Мы установили систему отсчета S так, чтобы она была прикреплена к Земле, а система S 'прикреплена к космическому кораблю B. Из формулы преобразования скорости Лоренца

в Икс "=" в Икс ж Икс 1 в Икс ж Икс с 2 "=" ж Икс "=" 0,9 с
с в Икс "=" 0 . Аналогично для в у ,
в у "=" в у ж у 1 в у ж у с 2 "=" в у "=" 0,9 с
с ж у "=" 0 . Затем я использовал теорему Пифагора, чтобы получить полную скорость корабля А, и... вот результат: в "=" в Икс 2 + в у 2 1,273 с

На данный момент я думаю, что моя проблема ясна. Как мы знаем, ничто не может превысить скорость света, поэтому корабль А не может двигаться со скоростью выше с . Что я сделал не так в своих шагах? Каждый пример, который я нашел в Интернете, был одномерным. Я искал ответы на этом веб-сайте и нашел смешанные ответы более запутанными, чем сама проблема. Я подозреваю, что моя ошибка заключается в предположении, что теорема Пифагора верна для релятивистских скоростей. Помоги пожалуйста?

Я думаю, что ваше второе уравнение неверно. Формула преобразования скорости отличается для составляющей, перпендикулярной относительной скорости между кадрами. См. en.wikipedia.org/wiki/…
Спасибо, это то, чего мне не хватало.

Ответы (1)

Как упоминал @G.Smith, ваше второе уравнение неверно. По формуле сложения скоростей имеем:

ты Икс "=" ты Икс в 1 в ты Икс с 2 "=" 0 в 1 0 с 2 "=" в "=" 0,9 с

Помните, что скорость Б следует рассматривать как в в приведенной выше ссылке. ( ты Икс "=" в "=" 0,9 с ) Следовательно, мы можем написать:

ты у "=" ты у 1 в 2 с 2 1 в ты Икс с 2 "=" ты у 1 в 2 с 2 "=" 0,9 с × 1 0,9 2 "=" 0,392 с

И наконец:

ты "=" ты Икс 2 + ты у 2 "=" 0,982 с