Я читаю «Специальную теорию относительности» А. П. Френча и нашел там интересную задачу.
Стержень соответствующей длины L указывает на оси, но движется в направлении, составляющем угол этой оси (см. рисунок). Платформа, также параллельная ось, лежит на пути стержня, но щель надлежащей длины вырезана из него так, что стержень может легко проходить сквозь него, если он движется с нерелятивистской скоростью. Что произойдет, если его скорость ? Проанализируйте проблему с обеих систем отсчета. Ответ- подходит
Так как дано, что при нерелятивистской скорости стержень входит в щель. Это означает, что длина стержня = (без сокращения длины). Также центр прорези лежит на центре стержня, когда стержень достигает прорези.
Рассмотрим систему отсчета, в которой кажется, что стержень движется со скоростью
в
к
ось.
В системе покоя длина стержня в направлении по скорости равна
а перпендикулярно скорости
. Это остальная длина стержня.
Таким образом, длина стержня вдоль направления скорости стержня становится
Итак, из второго рисунка диаграммы, приведенной ниже, мы видим, что пунктирная линия – это что меньше фактической длины, параллельной скорости. остается такой же. Таким образом, наблюдатель наблюдает за наклоном стержня, как показано красной линией.
Точно так же в кадре, в котором стержень кажется покоящимся, щель наклоняется.
Но дан ответ, что стержень войдет в щель обеих рамок.
Как это возможно?
Помогите, пожалуйста, развеять сомнения.
В своих рассуждениях вы сказали, что длина стержня составляет 1,1L — это ошибка, поскольку в исходном вопросе четко указано, что стержень имеет правильную длину L.
В противном случае ваши рассуждения верны. С точки зрения зазора составляющая длины приближающегося стержня, перпендикулярная направлению движения, останется неизменной, а параллельная составляющая уменьшится, поэтому стержень будет казаться повернутым и укороченным.
Со стороны стержня будет наблюдаться совершенно обратный эффект - составляющая длины щели, параллельная направлению движения, уменьшится, а нормальная к ней составляющая останется неизменной, поэтому платформа будет казаться наклоненной, а щель уменьшенной в длина.
Нарисовав несколько диаграмм, вы должны быть в состоянии убедиться, что только составляющие длин, нормальные к направлению движения, определяют, пройдет ли стержень через щель, а так как они остаются неизменными по скорости, то стержень всегда будет проходить через щель.
Монополь
Ити
Монополь
Ити