Интересная задачка по теории относительности

[Cars]

Интересная задачка по теории относительности
Из школьного учебника по Физике – 11 кл

Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. Физика 11 кл, Москва «Просвещение» 2000
Глава 6. Элементы теории относительности
58. Связь между массой и энергией
Упражнение 7
[b]1. С точки зрения наблюдателя, находящегося в движущемся поезде, удары молний в землю в точке А (впереди поезда) и в точке В (позади поезда) произошли одновременно. Какая молния ударила в землю раньше с точки зрения наблюдателя, находящегося на земле?[/b]

PS Эта же задача была во всех предыдущих изданиях этого учебника. На первый взгляд это школьная задача, но это не так. Просьба не заглядывать в ответ, он собьет вас с толка. Если решили задачку – голосуйте. Тему заполнять голословными ответами (без решений) не надо - для этого есть голосование, постите только решения + ответ (если у вас они есть ) или обсуждения темы

[ff895]

Считаю, что в точке Б. Человек, едущмй навстречу точке А, приближается к ней, расстояние от точки А к наблюдателю меньше. Соответственно свет проходит меньшее расстояние за меньший промежуток времени. Таким образом, сначала удар был в точке Б, а затем в точке А

[Cars]

[quote name='ff895' post='2248296' date='Dec 19 2007, 19:36 ']Считаю, что в точке Б. Человек, едущмй навстречу точке А, приближается к ней, расстояние от точки А к наблюдателю меньше. Соответственно свет проходит меньшее расстояние за меньший промежуток времени. Таким образом, сначала удар был в точке Б, а затем в точке А[/quote]
Спасибо. На счет ответа не скажу, но если бы ваше решение прочитал Эйнштейн - он бы заплакал

Это моё мнение - возможно ошибочное...

[b]PS Уважаемые юзеры, будьте внимательны. Вопрос не в том, где раньше был удар молнии вообще. Говориться "раньше с точки зрения наблюдателя"[/b]

[ff895]

К счастью, Эйнштейн его более не прочитает
Тогда давайте уясним, где именно стоял наблюдатель на земле? между точками А и Б или перед одной из точек?

[Cars]

[quote name='ff895' post='2248359' date='Dec 19 2007, 20:02 ']К счастью, Эйнштейн его более не прочитает
Тогда давайте уясним, где именно стоял наблюдатель на земле? между точками А и Б или перед одной из точек?[/quote]
Какая разница? Пусть будет и то и другое - одно другое не исключает. Я думаю это не принципиально

[345]

Одновременно, т.к. скорость с которой свет увидит пассажир с двух сторон равна скорости света (скорость движения поезда мизерна по сравнению со скоростью света), а больше скорости света скорости не существует, следовательно стоящий человек увидит их одновременно.

А если брать в рассчёт движение поезда, то в пункте А произошло ранее, т.к. учитывая что по теории относительности скорость будет чуть-чуть меньше С (скорости света) , то в пункте А удар должен произойти раньше чем в пункте Б чтобы пассажир увидел их одновременно.

[Cars]

[quote name='345' post='2248373' date='Dec 19 2007, 20:12 ']Одновременно, т.к. скорость с которой свет увидит пассажир с двух сторон равна скорости света (скорость движения поезда мизерна по сравнению со скоростью света), а больше скорости света скорости не существует, следовательно стоящий человек увидит их одновременно.[/quote]
Видимо предполагается, что не мизерна. Иначе какой смысл вообще говорить о теории относительности. Так что допускаем по умолчанию, что скорость поезда, если даже не близка к скорости света, то соизмерима с ней (не пренебрежимо мала).

[Cars]

[quote name='345' post='2248373' date='Dec 19 2007, 20:12 ']А если брать в расчет движение поезда, то в пункте А произошло ранее, т.к. учитывая что по теории относительности скорость будет чуть-чуть меньше С (скорости света) , то в пункте А удар должен произойти раньше чем в пункте Б чтобы [b]пассажир увидел их одновременно[/b].[/quote]
Опять - двадцать пять Речь идет не о том, где в реальности было раньше, спрашивается "с точки зрения наблюдателя". А где раньше - на наше дело, может они одновременно ударили.

Если пассажир "увидел их одновременно", то значит в пункте А удар произошел не раньше, а одновременно [b]с точки зрения наблюдателя[/b].

Эйнштейн плачет

[Aqualung]

С точки зрения наблюдателя вне поезда ближайшая к нему молния ударила раньше чем та что отдалена ( при больших пространственных величинах). При малых они ему кажутся что ударили одновременно. А когда кажется надо перекреститься

ЗЫ 345, существует скорость выше скорости света.

[345]

[quote name='Aqualung' post='2248439' date='Dec 19 2007, 20:45 ']ЗЫ 345, существует скорость выше скорости света.[/quote]

А вот это для меня действительно открытие )))) Вы уверенны что существуют скорост, выше скорости света ?

[dunga]

отвечаю сразу на 2 вопроса:

да существует скорость выше скорости света, для этого надо зайти в гугль и поискать последние исследования немецких учёных в этой области.

на вопрос куда ударила молния с точки зения наблюдателя находившегося вне поезда надо узнать

1. где именно он находился в момент ударов молний
2. произошли ли оба удара молнии одновременно
3. остался ли жив наблюдатель
4. может ли он ответить на этот вопрос

[345]

[quote name='dunga' post='2249065' date='Dec 19 2007, 23:51 ']отвечаю сразу на 2 вопроса:

да существует скорость выше скорости света, для этого надо зайти в гугль и поискать последние исследования немецких учёных в этой области.

на вопрос куда ударила молния с точки зения наблюдателя находившегося вне поезда надо узнать

1. где именно он находился в момент ударов молний
2. произошли ли оба удара молнии одновременно
3. остался ли жив наблюдатель
4. может ли он ответить на этот вопрос[/quote]

Может быть...но я основываюсь на теорию относительности которую проходил 7 лет назадв школе.

Карс, Вы дадите ответ с пояснениями ?

[Маша]

Скорость света - конечная величина (хотя и большая). Т.е, чтобы из двух источников он достиг глаза движущегося наблюдателя одновременно, позади поезда молния должна ударить немного раньше (наблюдатель в поезде как бы убегает от летящего за ним света из источника В, и наоборот движется навстречу к свету источника А).
Соответственно, раз молния позади поезда ударила раньше, наблюдатель на земле увидет ее первую.

[X-User]

А произошол раньше

[Aqualung]

Я понимаю википедия тут не является легитимным источником, но там всё пояснено
[url="http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%85%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5"]Ссылка[/url]
Плюс ещё парочка ссылок:
[url="http://astrogalaxy.ru/339.html"]http://astrogalaxy.ru/339.html[/url]
[url="http://www.znanie-sila.ru/people/issue_92.html"]http://www.znanie-sila.ru/people/issue_92.html[/url]

[345]

Акваланг большое спасибо !

Век живи- Век учись

[Cars]

[quote name='dunga' post='2249065' date='Dec 19 2007, 23:51 ']на вопрос куда ударила молния с точки зения наблюдателя находившегося вне поезда надо узнать

1. где именно он находился в момент ударов молний
2. произошли ли оба удара молнии одновременно
3. остался ли жив наблюдатель
4. может ли он ответить на этот вопрос[/quote]
Первые два вопроса на самом деле возникают при решении задачи. Вторая пара вопросов - оффтоп.

Дело в том, что эта задача классическая, она сидит в учебнике уже 20-30 лет (если у кого есть Физика за 11 кл - проверьте и подтвердите здесь). За это время ее условие не менялось. Так что ее вполне можно решить без дополнительных условий, тем более когда надо выбрать между А и В, т.е. третьего не дано. Если хотите, вы можете в решении дать пояснения (уточнения условия задачи), но можно обойтись и без этого. Завтра, если никто не решит, отвечу на первую пару вопросов.

PS А Эйнштейн плачет

[Cars]

[quote name='Aqualung' post='2248439' date='Dec 19 2007, 20:45 ']С точки зрения наблюдателя вне поезда ближайшая к нему молния ударила раньше чем та что отдалена ( при больших пространственных величинах). При малых они ему кажутся что ударили одновременно.[/quote]
Спасибо. Но это только часть решения. И ответ тоже забыли написать

[Cars]

[quote name='Маша' post='2249127' date='Dec 20 2007, 00:04 ']Скорость света - конечная величина (хотя и большая). Т.е, чтобы из двух источников он достиг глаза движущегося наблюдателя одновременно, позади поезда молния должна ударить немного раньше (наблюдатель в поезде как бы убегает от летящего за ним света из источника В, и наоборот движется навстречу к свету источника А).[/quote]
[b]Маша[/b], это не звук, а свет. От звука вы можете убежать - он вас не догонит. А свет - совсем другое. Хоть вы бежите к нему, хоть убегаете, он к вас будет приближаться с одинаковой скоростью - со скоростью света.

Я вижу почти все пытаются решить задачу, не применяя теорию относительности, вернее второй постулат Эйнштейна:

[b]Скорость света не зависит от скорости движения источника во всех инерциальных системах отсчёта.[/b]
[url="http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8"]http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%...%81%D1%82%D0%B8[/url]

[De_Ko]

Вы думаете у Эйнштейна нет научных оппонентов?
[url="http://www.anti-relativity.com/"]http://www.anti-relativity.com/[/url]

[Hondasan]

Это простое решение относиться к относительности одновременности.
В задаче указаны 2 системы.
Первая система это человек в поезде, т.е. в движещейся системе со скоростью v.
В этой системе человек движется в сторону света впереди и удаляется от света в конце поезда. Если он увидел эти вспшки молнии одновременно, то значить свет позади поезда должен был загараться раньше времени чтобы достичь наблюдателья в поезде который к тому же удаляется от источника света. Свет впереди поезда загарается позже, так как наблюдатель движется к источнику света. Все это происходит относительно наблюдателья на земле, т.е. наблюдателья второй системы.

[ferodo01]

Я выбрал второй вариант. В точке Б.

[Aqualung]

Ferodo +1

[ferodo01]

А вообще если применить второй постулат, то получается что неважно где стоит наблюдатель, на земле или в движущемся поезде. Вспышки будут происходить одновременно для обоих. Просто такого ответа не оказалось.

[Маша]

[quote name='Cars' post='2249539' date='Dec 20 2007, 02:37 '][b]Маша[/b], это не звук, а свет. От звука вы можете убежать - он вас не догонит. А свет - совсем другое. Хоть вы бежите к нему, хоть убегаете, он к вас будет приближаться с одинаковой скоростью - со скоростью света.

Я вижу почти все пытаются решить задачу, не применяя теорию относительности, вернее второй постулат Эйнштейна:

[b]Скорость света не зависит от скорости движения источника во всех инерциальных системах отсчёта.[/b]
[url="http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8"]http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%...%81%D1%82%D0%B8[/url][/quote]

Таак. Ладно. Теорию относительности знаю поверхностно (очень мягко сказано ). Но на сколько помню, один из выводов оттуда, что у каждого тела отсчета есть свое собственное время. Природа света, отличная от звука тут не при чем, иначе в свехзвуковых самолетах нельзя было-бы разговаривать . Просто у луча света есть конечная скорость, он не распространяется мнгновенно. Разве нет?

[Iakov]

Я в школе сколько ни пытался, так и не смог понять теорию относительности. Все запомнил, но так и не понял. Хорошо, что до сих пор не понадобилось.

Но прочитав тему, прихожу к выводу, что Cars считает, что наблюдатель, стоящий вне поезда, тоже увидит эти молнии одновременно. Прямой вывод из постулата Cars.

[Маша]

[quote name='Iakov' post='2250082' date='Dec 20 2007, 12:47 ']Я в школе сколько ни пытался, так и не смог понять теорию относительности. Все запомнил, но так и не понял. Хорошо, что до сих пор не понадобилось.

Но прочитав тему, прихожу к выводу, что Cars считает, что наблюдатель, стоящий вне поезда, тоже увидит эти молнии одновременно. Прямой вывод из постулата Cars.[/quote]

Вообще-то да. Иначе получается парадокс. При определенных условиях можно увидеть следствие раньше причины (если бы вспышка одной молнии, являлась следствием другой).

Только почему такого ответа нет в голосовании?

[Iakov]

Не знаю.

Я вообще в эту теорию относительности не очень доверяю. Она какая-та неправильная.

[Profitrol]

в точке Б раньше

[Cars]

[quote name='Маша' post='2250101' date='Dec 20 2007, 11:54 '][quote name='Iakov' post='2250082' date='Dec 20 2007, 11:47 ']Я в школе сколько ни пытался, так и не смог понять теорию относительности. Все запомнил, но так и не понял. Хорошо, что до сих пор не понадобилось.

Но прочитав тему, прихожу к выводу, что Cars считает, что наблюдатель, стоящий вне поезда, тоже увидит эти молнии одновременно. Прямой вывод из постулата Cars.[/quote]
Вообще-то да. Иначе получается парадокс. При определенных условиях можно увидеть следствие раньше причины (если бы вспышка одной молнии, являлась следствием другой).

[b]Только почему такого ответа нет в голосовании?[/b]
[/quote]
[b]Потому что этот ответ неверный[/b]

Его можно было бы добавить, но это еще больше бы запутало форумчан Поэтому я этого не сделал. Без того мнения разделились почти поровну

А что означает [b]"если бы вспышка одной молнии, являлась следствием другой"[/b]?

[345]

Карс, ладно Вам народ томить, вчера Вы обещали написать ответ и решение

[Cars]

[quote name='Iakov' post='2250082' date='Dec 20 2007, 11:47 ']Но прочитав тему, прихожу к выводу, что Cars считает, что наблюдатель, стоящий вне поезда, тоже увидит эти молнии одновременно. Прямой вывод из постулата Cars.[/quote]
Хочу напомнить, что задачка не моя, она из учебника (переписал один к одному, ничего не меняя, не добавляя и не убавляя ):

[attachment=99163:Zadachka.jpg]

Постулат тоже не мой, он Эйнштейновский

[Cars]

[quote name='345' post='2250342' date='Dec 20 2007, 13:30 ']Карс, ладно Вам народ томить, вчера Вы обещали написать ответ и решение[/quote]
Я не говорил утром, сказал - "завтра", а оно пока продолжается... Кроме того, речь не шла о решении и ответе. Я обещал ответить на первую пару вопросов господина [b]dunga[/b] из Сообщения #11. Предупреждаю заранее - эти вопросы связаны с решением задачки лишь косвенно

Эта задачка печаталась в учебниках минимум 20-30 лет, а может и больше. Это классическая задача, поэтому она корректная. Считается, что среднестатистический ученик 11 класса должен ее решить. Так что решайте господа

PS Но по моему мнению задача не такая простая для шаблонного мышления. Не осознав 2-ой постулат Эйнштейна решить ее не возможно. Судя по постам пока этот постулат никто не понял

[Маша]

[quote name='Cars' post='2250315' date='Dec 20 2007, 14:18 ']Вообще-то да. Иначе получается парадокс. При определенных условиях можно увидеть следствие раньше причины (если бы вспышка одной молнии, являлась следствием другой).

[b]Только почему такого ответа нет в голосовании?[/b]

[b]Потому что этот ответ неверный[/b]

Его можно было бы добавить, но это еще больше бы запутало форумчан Поэтому я этого не сделал. Без того мнения разделились почти поровну

А что означает [b]"если бы вспышка одной молнии, являлась следствием другой"[/b]? [/quote]

Это так, размышления на тему . Просто такая ситуация, когда один человек видит 2 явления одновременно, а другой в определенной последовательности приводит к парадоксам. Допустим, одно явление - это следствие второго (одна вспышка не обязательно молнии стала причиной другой вспышки, они разделены промежутком времени для второго человека, пусть маленьким). Тогда первый человек в вагоне поезда видит причину и следствие одновременно и теоретически можно создать такие условия, что следствие будет видно раньше причины. Это ведь парадокс.

У меня аж голова распухла .

[Jivchik]

Энштенейн бираз истрехет элясин.
Рядом со мной ребенок 7 лет. Рассказал ей об этой задаче.
Ее вопрос и ответ - как пассажир в поезде может увидеть однвоременно то, что произошло и спереди него и сзади У него что - глаза на затылке ?

[Cars]

[quote name='Маша' post='2250395' date='Dec 20 2007, 13:50 ']Просто такая ситуация, когда один человек видит 2 явления одновременно, а другой в определенной последовательности приводит к парадоксам.[/quote]
Я думаю, в этой задачке как раз такая же ситуация. В одной и той же точке наблюдатель в поезде видит вспышки молний одновременно, а на земле - в разное время. Это парадокс для классической физики, но не для Общей физики, которая содержит теорию относительности.

[quote name='Маша' post='2250395' date='Dec 20 2007, 13:50 ']Допустим, одно явление - это следствие второго (одна вспышка не обязательно молнии стала причиной другой вспышки, они разделены промежутком времени для второго человека, пусть маленьким). Тогда первый человек в вагоне поезда видит причину и следствие одновременно и теоретически можно создать такие условия, что следствие будет видно раньше причины.[/quote]
А на эти слова отвечу постом Атропата

[quote name='atropat' post='1330985' date='Mar 12 2007, 03:12 ']логос тут таков всё что ты написал Осси все это гатыг [/quote]

[Маша]

[quote name='Cars' post='2250462' date='Dec 20 2007, 15:11 ']гатыг[/quote]

Если бы я знала что это такое, то тоже бы посмеялась .

[ferodo01]

Вобщем так))))) У кого под рукой этот учебник? Тащите сюда, щас посмотрим)) Там в конце ответы должны быть) Товарищ Cars похоже еще долго собирается тянуть кота за ....)))) А мне уже не терпицца))))))))))))

[Сахарный батончик]

[quote name='Маша' post='2250475' date='Dec 20 2007, 14:15 ']Если бы я знала что это такое, то тоже бы посмеялась .[/quote]

Это кефир, но к молочным продуктам данный подтекст не имеет отношения...
Тоже из области теории относительности: как можно делать кефир не прибегая к традиционным методам промышленности.

[Сахарный батончик]

Допустим вагон длиной 100 метров, скорость поезда 100 км в час.
Человек в вагоне видит молнии через 0,000166666 сек в обе стороны.
Человек на перроне видит молнию в точке Б, в конце поезда через 0,0001661112 сек, а молнию в точке А через 0,00016672 сек.
Молнию в точке А он увидит с запозданием 0,0000006088 секунды.