Специальная теория относительности: обход формулы сложения скоростей

Два космических корабля приближаются к наблюдателю с одинакового расстояния и с противоположного направления с одинаковой скоростью. в во внутренней системе отсчета наблюдателя О . Скорость космического корабля в промежуточной системе отсчета другого космического корабля С является 0,8 с , какова скорость одного из космических кораблей в О ?

Я поступил следующим образом:

Позволять 2 л быть расстоянием между двумя космическими кораблями в С . В S два космических корабля столкнутся через некоторое время. т "=" 2,5 л с .

Позволять γ быть квадратным корнем из 1 в ² / с ² . В О два космических корабля столкнутся, когда в т "=" л или в γ т "=" л γ ( О должен скорректировать то, что он воспринимает как замедление времени и сокращение пространства измерений, сделанных в С )

Подставляя, получаем уравнение Икс ( 1 Икс 2 ) "=" 0,4 с Икс "=" в с , если вы решите уравнение, вы сделаете вывод, что эта линия рассуждений была неправильной (но когда мы заменим 0,4 к 0,375 мы получаем правильное решение, которое 0,5 с ).

Где недостаток?

Ответы (1)

Где недостаток?

Вот один:

Пусть γ будет квадратным корнем из 1−v²/c².

но на самом деле,

γ в "=" 1 1 в 2 с 2

Но и в ваших рассуждениях есть изъян, поэтому исправляя ошибку в формуле для γ не приведет вас к правильному ответу.

Давайте разберемся с координатами, чтобы увидеть, что происходит.

Пусть Икс координаты двух космических аппаратов, С А и С Б , в системе наблюдателя О быть предоставлено

Икс А "=" л в т

Икс Б "=" Икс А

Пусть система отсчета О иметь относительную скорость в в О и принять стандартную конфигурацию.

Согласно преобразованиям Лоренца, Икс координаты космического корабля в О даны

Икс А "=" ( л γ в 2 в т 1 + в 2 с 2 )

Икс Б "=" γ в л

В О , С Б находится в покое и С А имеет скорость в А "=" 0,8 с .

Обратите внимание, что из-за относительности одновременности , когда два космических корабля разделены расстоянием 2 л в О , не разделены расстоянием 2 л γ в в О а точнее расстояние γ в 2 л 1 + в 2 с 2 .

Вот почему ваши рассуждения терпят неудачу. Продолжая, скорость С А в О является

в А "=" д Икс А д т "=" 2 в 1 + в 2 с 2 "=" 0,8 с

который дает

в "=" 0,5 с