Spezielle Relativitätstheorie: Umgehung der Geschwindigkeitsadditionsformel

Zwei Raumschiffe nähern sich einem Beobachter aus gleicher Entfernung und aus entgegengesetzter Richtung mit gleicher Geschwindigkeit v im intertialen Bezugssystem des Beobachters Ö . Die Geschwindigkeit eines Raumschiffs im intertialen Bezugssystem des anderen Raumschiffs S Ist 0,8 C , wie schnell ist eines der Raumschiffe in Ö ?

Ich bin wie folgt vorgegangen:

Lassen 2 l ' sei der Abstand zwischen den beiden Raumschiffen in S . In S kollidieren die beiden Raumschiffe nach einiger Zeit T ' = 2.5 l ' C .

Lassen γ sei die Quadratwurzel von 1 v ² / C ² . In Ö Die beiden Raumschiffe werden kollidieren, wenn v T = l oder v γ T ' = l ' γ ( Ö muss das korrigieren, was er als Zeitdilatationen und Raumkontraktionen der in gemachten Messungen wahrnimmt S )

Durch Einsetzen erhalten wir die Gleichung X ( 1 X 2 ) = 0,4 mit X = v C , wenn Sie die Gleichung lösen, schließen Sie daraus, dass diese Argumentation falsch war (aber wenn wir ersetzen 0,4 von 0,375 wir bekommen die richtige Lösung, nämlich 0,5 C ).

Wo ist der Fehler?

Antworten (1)

Wo ist der Fehler?

Hier ist eine:

Sei γ die Quadratwurzel von 1−v²/c²

aber in der Tat,

γ v = 1 1 v 2 C 2

Aber es gibt auch einen Fehler in Ihrer Argumentation, also korrigieren Sie den Fehler in der Formel für γ bringt Sie nicht zur richtigen Antwort.

Lassen Sie es uns mit Koordinaten ausarbeiten, um explizit zu sehen, was los ist.

Lassen Sie die X Koordinaten der beiden Raumfahrzeuge, S A Und S B , im Rahmen des Beobachters Ö gegeben werden von

X A = l v T

X B = X A

Lassen Sie den Referenzrahmen Ö ' Relativgeschwindigkeit haben v In Ö und gehen Sie von der Standardkonfiguration aus.

Nach den Lorentz-Transformationen, die X ' Koordinaten des Raumfahrzeugs in Ö ' werden von gegeben

X A ' = ( l γ v 2 v T ' 1 + v 2 C 2 )

X B ' = γ v l

In Ö ' , S B ruht und S A hat eine Geschwindigkeit von v A ' = 0,8 C .

Beachten Sie, dass aufgrund der Relativität der Gleichzeitigkeit , wenn die beiden Raumfahrzeuge durch eine Entfernung getrennt sind 2 l In Ö , es gibt keinen Abstand voneinander 2 l γ v In Ö ' sondern eine Distanz von γ v 2 l 1 + v 2 C 2 .

Aus diesem Grund schlägt Ihre Argumentation fehl. Fortsetzung, die Geschwindigkeit von S A In Ö ' Ist

v A ' = D X A ' D T ' = 2 v 1 + v 2 C 2 = 0,8 C

was nachgibt

v = 0,5 C