Задача кинематики специальной теории относительности [закрыта]

У меня такая проблема в кинематике SR.

космический корабль летит рядом с Землей со скоростью c/2. он испускает луч света под углом 45 градусов к направлению своего движения (измерено в его собственной системе отсчета). Чему равен этот угол в системе отсчета Земли?

ответ якобы около 19 градусов, но объяснения нет. кто-нибудь может объяснить, почему?

проблема была поставлена ​​на экзамене на уровне колледжа за два семестра вводного курса физики для информатики (да, не спрашивайте об актуальности, я тоже понятия не имею...), и она должна быть решена только с сокращением длины, замедлением времени и добавление скоростей (поскольку это были обсуждаемые темы)

Стандартное добавление скорости, кажется, работает для меня.

Ответы (1)

Если мы скажем, что космический корабль и Земля находятся очень близко друг к другу, давайте тогда представим, что космический корабль, когда он пролетает мимо Земли, испускает фотон в 45 от направления его движения. Простейшим способом решить эту проблему будет преобразование скоростей в направлении x. Из нашей известной информации мы можем определить, что скорость фотона в направлении x в системе координат космического корабля:

ты Икс 1 "=" с * с о с ( θ 1 )
В системе отсчета Земли фотон движется со скоростью:
ты Икс "=" с * с о с ( θ )
Отсюда мы можем подключиться к формуле сложения скоростей и найти θ .

Формула сложения скоростей =

формула сложения скоростей

Отсюда:

с с о с ( θ ) "=" с с о с ( θ 1 ) + в 1 + в с с о с ( θ 1 ) с 2
Разделить на с:
с о с ( θ ) "=" с о с ( θ 1 ) + в с 1 + в с о с ( θ 1 ) с

с о с ( θ ) "=" с о с ( θ 1 ) + β 1 + β с о с ( θ 1 )
Отсюда все, что осталось сделать, это подключиться к бета-версии и ракурсу с космического корабля, и вы можете найти θ

мне кажется, это хорошо, но после подстановки чисел (0,5 для бета и пи/4 для тета-прим) я получаю 26,9 градуса, а не 19,73, что должно быть ответом. Я думаю, что это может быть неправильно, но это маловероятно...
Ты прав. Попробуйте спросить своего профессора, как они объясняют эту проблему, поскольку я не вижу никаких ошибок в методе, который я вам показал.