Galileische Relativitätstheorie: Erläuterung

Ich arbeite an einem Problem, das besagt:

„Ein Schwimmer, der mit hoher Geschwindigkeit schwimmen kann C in stillem Wasser schwimmt in einem Bach, in dem die Strömung ist u (wovon wir annehmen, dass es kleiner ist als C ). Angenommen, der Schwimmer schwimmt eine Strecke stromaufwärts L und kehrt dann flussabwärts zum Ausgangspunkt zurück. Finden Sie die Zeit, die für die Hin- und Rückfahrt benötigt wird, und vergleichen Sie sie mit der Zeit, um eine Strecke durch den Strom zu schwimmen L und zurück "

Ich konnte den Punkt erreichen, an dem ich den Wert der Geschwindigkeit des Schwimmers relativ zum Strom erhielt v = − C Relativ zum Beobachter wäre also die Geschwindigkeit des Schwimmers v = − C + u

Im Lösungshandbuch heißt es

„Wie erwartet, ist die Geschwindigkeit relativ zum Boden kleiner als C ; es ist auch negativ, da der Schwimmer im Negativen schwimmt X Richtung, also | v | = C − u .) "

Ich verstehe, warum die Größenordnung von v wäre C − u , aber bedeutet das jedes Mal, wenn ich sehe u − C = v , ich sollte es ändern C − u denn mathematisch | v | = ( u − C ) 2 = C − u ?

Was versteht man unter klassischer Relativitätstheorie? Und hat c etwas mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun? Wenn nicht, und nicht relativistische Geschwindigkeiten, addieren und subtrahieren Sie einfach Geschwindigkeiten. Wenn ja, ist das Ganze Unsinn, denn für eine Lichtgeschwindigkeit c würde es überhaupt nicht mit dem Wasser interagieren, und es wäre immer c. Was es nicht im Wasser ist.
Nur in Bezug auf Ihre letzte Zeile. ( u − C ) 2 = u − C
@BobBee Das habe ich mich auch kurz gefragt. Wir neigen dazu, die Relativitätstheorie nur als Post-Einstein zu betrachten, aber wir vergessen normalerweise, dass es eine galiläische Relativitätstheorie für die klassische Mechanik gab (und gibt).
@BobBee Die klassische Relativitätstheorie ist die galiläische Relativitätstheorie. Aus dem Kontext des Titels und der Problemidee geht hervor, dass c nicht die Lichtgeschwindigkeit ist.
@Continuum Erstellen Sie immer ein Koordinatensystem mit positiven und negativen Richtungen, wenn Sie an kinematischen und dynamischen Problemen arbeiten. Verwenden Sie Vektoren mit beschriebenen Richtungen, die mit den Koordinaten übereinstimmen. Das erspart VIEL Kopfzerbrechen.
@Bill NI hat klargestellt, dass, wenn c nicht die Lichtgeschwindigkeit ist und Geschwindigkeiten nicht relativistisch sind, einfach subtrahiert (oder zwischen den Zeilen gelesen) wird. Das deckt die Galileische Relativitätstheorie ab, wie der genaue Name ist. Und wenn nicht, macht es keinen Sinn. Also habe ich Ihren galiläischen Fall behandelt. Klassisch kann ein verwirrender Begriff sein, zB allgemeine Relativität im Gegensatz zur Quantengravitation. Meine Eingabe war vollkommen klar. Wenn die Geschwindigkeiten nicht relativistisch sind, können Sie Galileische Transformationen verwenden. Physik der Oberstufe

Antworten (1)

Kommt darauf an, was von dir verlangt wird. Wann immer Sie nach der Geschwindigkeit gefragt werden, sollten Sie diese angeben | v | . Wenn Sie nach der Geschwindigkeit gefragt werden, sollten Sie diese angeben v .

Bei der Lösung des Problems sollten Sie immer verwenden v und nicht | v | . Die Geschwindigkeit ist eine Vektorgröße und das Vorzeichen ist wichtig. Der Auszug besagt, dass sich das Objekt mit einer Geschwindigkeit bewegt, wenn die Geschwindigkeit negativ ist | v | im negativen X Richtung.

Ob oder nicht | v | = C − u oder | v | = u − C kommt drauf an ob u < C   oder   C < u .

In diesem Fall u < C aber das wird nicht immer der Fall sein.

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