«Концепции современного естествознания»

Скачать 1.42 Mb.

Название	«Концепции современного естествознания»
страница	3/17
Дата публикации	19.02.2015
Размер	1.42 Mb.
Тип	Учебное пособие

100-bal.ru > География > Учебное пособие

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 17

2. Теория относительности

2.1. Общие сведения

Движение тел со скоростью, близкой к скорости света, принято называть релятивистским.

Длина тела в направлении движения со скоростью v относительно системы отсчета связана с длиной l₀ покоящегося тела соотношением

,

где с – скорость света в вакууме.

Промежуток времени Δt в системе, движущейся со скоростью v по отношению к наблюдателю, связан с промежутком времени Δt₀ в неподвижной для наблюдателя системе соотношением

Зависимость массы тела от скорости его движения определяется по формуле

Кинетическая энергия движущегося тела W_k = mc² – m₀c² , где m - масса движущегося тела со скоростью v.

Изменение массы системы на Δm соответствует изменению ее энергии на:

ΔW = Δm c².

2.2. Примеры решения задач

Задача 2.2.1. Ракета движется относительно неподвижного наблюдателя со скоростью v = 0.99 c ( c – скорость света в вакууме). Какое время пройдет по часам неподвижного наблюдателя, если по часам, движущимся вместе с ракетой, прошел один год? Как изменятся линейные размеры тел в ракете ( в направлении ее движения) для неподвижного наблюдателя? Как изменится плотность вещества в ракете для этого наблюдателя?

Решение: Время, прошедшее по часам неподвижного наблюдателя, найдем по формуле

Размеры тел в направлении движения

Плотность вещества для неподвижного наблюдателя

ρ = m / V, где масса определяется по формуле релятивистского движения и объем равен произведению площади поперечного сечения на длину вдоль движения.

Таким образом, плотность определяется по формуле:

2.3. Задачи для самостоятельного решения

2.3.1. Во сколько раз увеличивается продолжительность существования в неподвижной системе отсчета (ЛСО) нестабильной частицы, если она движется со скоростью 0.99*с?

2.3.2. Космическая частица движется со скоростью 0.95*с. Какой промежуток времени соответствует одной микросекунде собственного времени частицы(ССО)?

2.3.3. Сколько времени для жителя Земли и для космонавтов займет космическое путешествие до звезды и обратно на ракете, летящей со скоростью 0.99*с? Расстояние до звезды равно 40 световым годам.

2.3.4. В верхних слоях атмосферы рождается нестабильная частица, движущаяся со скоростью 0.98*с. До распада она успевает пролететь 400 м. Каково время жизни в ЛСО и ССО?

2.3.5. Какова длина метрового стержня, движущегося со скоростью 0.6*с?

2.3.6. При какой скорости движения релятивистское сокращение длины движущегося тела составляет 25%?

2.3.7. Отношение сторон прямоугольника равно 2:1. С какой скоростью ( в долях скорости света) и в каком направлении должен двигаться прямоугольник, чтобы неподвижному наблюдателю он казался квадратом?

2.3.8. По одной прямой движутся две частицы с одинаковыми скоростями, равными 0.75*с. Промежуток времени между ударами частиц в мишень оказался равным 1 нс. Каково расстояние между частицами в полете в ЛСО и ССО?

2.3.9. Две ракеты движутся с одинаковыми ( по модулю) скоростями по очень близко расположенным параллельным курсам. Первая ракета приближается к наблюдателю, а вторая удаляется от него. В момент встречи( считать в одной точке ) на них вспыхнули лампочки. Какую вспышку наблюдатель увидит раньше?

2.3.10. Элементарная частица нейтрино движется со скоростью света с. Наблюдатель движется навстречу нейтрино со скоростью v. Какова скорость нейтрино в системе отсчета, связанной с наблюдателем?

2.3.11. Какова масса протона (в а.е.м.), летящего со скоростью 2.4*10⁸ м/с? Масса покоя протона считать равной 1 а.е.м.

2.3.12. На сколько увеличится масса

-частицы (в а.е.м) при увеличении ее скорости от 0 до 0.9*с? Полагать массу покоя

-частицы равной 4 а.е.м.

2.3.13. С какой скоростью должен лететь протон (

m₀=1 а.е.м.), чтобы его масса равнялась массе покоя

-частицы ( m₀=4 а.е.м.)?

2.3.14. При движении с некоторой скоростью продольные размеры тела уменьшились в 2 раза. Во сколько раз изменилась масса тела?

2.3.15. Во сколько раз изменится плотность тела при его движении со скоростью 0.8*с?

2.3.16. Солнце излучает в пространство каждую секунду около 3,75*10²⁶ Дж. На сколько в связи с этим уменьшается ежесекундно масса Солнца?

2.3.17. На сколько изменяется масса 1 кг льда при плавлении?

2.3.18. На сколько отличается масса покоя продуктов сгорания 1 кг каменного угля от массы покоя веществ, вступающих в реакцию?

2.3.19. Масса покоящегося поезда равна 2000 т. На сколько увеличивается его масса при движении со скоростью 15 м/c?

2.3.20. Во сколько раз масса протона, имеющего кинетическую энергию 10¹⁰ МэВ, больше массы покоящегося протона?

2.3.21. Какова кинетическая энергия протона, если его масса больше массы покоя на величину, составляющую 5% от массы покоя?

2.3.22. Реактивный самолет летит со скоростью 3600 км/час. На сколько будут отличаться показания часов в самолете от показания часов на Земле?

2.3.23. Во сколько раз движущийся электрон со скоростью v = 0,999 c тяжелее покоящегося?

2.3.24. Синхрофазотрон сообщает протонам энергию 1,6 10^-9 Дж. Во сколько раз такие протоны тяжелее обычных?

2.3.25. Какому изменению массы соответствует изменение энергии на 1 Дж?

2.3.26. Тело движется со скоростью 2۰ 10⁸ м/с. Во сколько раз увеличится при этом плотность тела?

2.3.27. При какой скорости кинетическая энергия частицы равна энергии покоя?

2.3.28. Какую ускоряющую электрическую разность потенциалов должен пройти первоначально покоящийся электрон, чтобы его кинетическая энергия стала в 10 раз больше его энергии покоя?

2.3.29. Ускоритель разгоняет протоны до кинетической энергии 70۰10⁹ эВ. С какой скоростью движутся протоны?

2.3.30. Ускоритель разгоняет протоны до кинетической энергии 70۰10⁹ эВ. Во сколько раз увеличится их масса?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 17

Похожие:

	Аннотация к рабочей программе учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» Дисциплина «Концепции современного естествознания» входит в цикл Математических и естественнонаучных дисциплин (Б. 2)		Методическая разработка по дисциплине «Концепции современного естествознания» Дисциплина «Концепции современного естествознания», согласно государственному образовательному стандарту, является обязательной для...
	Рабочая программа дисциплины концепции современного естествознания... Рабочая программа учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» подготовлена Голигузовым Д. В., к ф н., доцентом кафедры...		Концепции Современного Естествознания Преподаватель Рыжиков В. Н.... Учебник: Биболетова М. З., Бабушис Е. Е., Снежко Н. Д. EnjoyEnglish» Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений, Обнинск:...
	С. П. Филин Концепции современного естествознания: конспект лекций Конспект лекций соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования РФ и...		Учебно-методический комплекс на модульной основе дисциплины «концепции... Целью курса «Концепции современного естествознания» является обеспечение фундаментальности и целостности высшего образования, что,...
	Программа дисциплины «Концепции современного естествознания» Программа дисциплины «Концепции современного естествознания» разработана доцентом кафедры прикладной и медицинской физики, к ф м...		Методические рекомендации к самостоятельной работе студентов по дисциплине... Содержание внеаудиторной самостоятельной работы студентов по дисциплине «концепции современного естествознания» включает в себя различные...
	Методические рекомендации к самостоятельной работе студентов по дисциплине... Содержание внеаудиторной самостоятельной работы студентов по дисциплине «концепции современного естествознания» включает в себя различные...		Учебно-методический комплекс по дисциплине Концепции современного... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Концепции современного естествознания» составлен в соответствии с требованиями Государственного...
	Концепции Современного Естествознания методические рекомендации Главное в такой работе – показать владение концептуальным аппаратом современного естествознания, умение видеть широкие взаимосвязи...		Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями гос впо... Дубов В. П. Концепции современного естествознания. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 032001....
	Пояснительная записка требования гос к уровню знаний, умений и навыков,... Т. В. Сазанова. Концепции современного естествознания: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов озо специальности...		Программа дисциплины Концепции современного естествознания для... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки бакалавра...
	Методическая разработка по дисциплине «Концепции современного естествознания» Методические рекомендации для выполнения индивидуальной работы №1 – реферата на тему «Актуальные проблемы естествознания» 34		Методическая разработка по дисциплине «Концепции современного естествознания» Методические рекомендации для выполнения индивидуальной работы №1 – реферата на тему «Актуальные проблемы естествознания» 34

Школьные материалы