Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępności

Pytania

5.1 Niezmienność praw fizyki

1.

Który postulat szczególnej teorii względności Einsteina wprowadza założenia, niepasujące do fizyki klasycznej? Wyjaśnij.

2.

Czy Ziemia jest układem inercjalnym? A Słońce? Uzasadnij swoją odpowiedź.

3.

Kiedy znajdujesz się na pokładzie lecącego samolotu, masz wrażenie, że Ziemia pod tobą się przemieszcza, a samolot pozostaje w spoczynku. Czy ten punkt widzenia jest słuszny? Krótko rozwiń swoją odpowiedź.

5.3 Dylatacja czasu

4.

Odpowiedz na poniższe pytania.

  1. Czy ruch zegara wpływa na pomiar czasu przez obserwatora poruszającego się razem z zegarem?
  2. Czy ruch obserwatora względem zegara wpływa na pomiar czasu na tym zegarze?
5.

Przez kogo mierzony czas wydaje się dłuższy – obserwatora poruszającego się względem zdarzenia czy obserwatora poruszającego się razem ze zdarzeniem? Który z obserwatorów zmierzy czas własny zdarzenia?

6.

Odpowiedz na poniższe pytania.

  1. W jaki sposób mógłbyś zobaczyć Ziemię starszą o wiele lat, sam starzejąc się dużo mniej?
  2. Czy ta metoda pozwala na podróżowanie w przeszłość?

5.4 Skrócenie długości w szczególnej teorii względności

7.

Według kogo ciało ma większą długość – obserwatora poruszającego się względem ciała czy obserwatora poruszającego się razem z ciałem? Który z obserwatorów zmierzy długość własną zdarzenia?

8.

Efekty relatywistyczne, takie jak dylatacja czasu czy skrócenie długości, występują w przypadku samochodów i samolotów. Czemu wydają nam się tak nieoczywiste?

9.

Załóż, że astronauta porusza się z prędkością bliską prędkości światła względem Ziemi.

  1. Czy astronauta zaobserwuje spowolnienie upływu czasu na zegarach pokładowych?
  2. Jaką zmianę zauważy w zegarach na Ziemi?
  3. Czy jego statek wydaje mu się skrócony?
  4. Co w przypadku odległości między dwoma gwiazdami położonymi wzdłuż toru jego ruchu?
  5. Czy naukowiec znajdujący się na Ziemi zgodzi się z astronautą co do prędkości względnej statku kosmicznego i Ziemi?

5.7 Relatywistyczny efekt Dopplera

10.

Wyjaśnij pojęcia „przesunięcie ku czerwieni” i „przesunięcie ku fioletowi” w odniesieniu do relatywistycznego efektu Dopplera.

11.

Co dzieje się z relatywistycznym efektem Dopplera, gdy prędkość względna jest równa zero?

12.

Czy relatywistyczny efekt Dopplera jest zgodny z klasycznym efektem Dopplera w odniesieniu do długości fali λobsλobs \lambda_{\text{obs}}, większej w przypadku oddalania się źródła od obserwatora?

13.

Wszystkie galaktyki oddalone o ponad 5010650106 \num{50e6} lat świetlnych wykazują przesunięcie ku czerwieni światła przez nie emitowanego, proporcjonalne do ich odległości od Ziemi (im dalej, tym przesunięcie jest większe). Na co wskazuje takie przesunięcie? Pamiętaj, że jego jedynym źródłem jest ruch źródła światła względem obserwatora.

5.8 Pęd relatywistyczny

14.

W jaki sposób fizyka relatywistyczna wpływa na zasadę zachowania pędu?

15.

Czy możliwe jest zachowanie pędu relatywistycznego, gdy na układ działa siła zewnętrzna? Wyjaśnij.

5.9 Energia relatywistyczna

16.

Jak fizyka relatywistyczna zmienia klasyczne ujęcie zasady zachowania energii i masy?

17.

Co dzieje się z masą wody w dzbanku, gdy stygnie, jeśli założymy, że nie ma przepływu masy poza dzbanek? Czy zmiana ta jest mierzalna? Wyjaśnij.

18.

Rozważ następujący eksperyment myślowy. Wczesnym rankiem umieszczamy na wadze na tarasie nadmuchany balon. Balon pozostaje na wadze niezależnie od pogody, umożliwiając dokładny pomiar. Czy masa balonu ulegnie zmianie w trakcie dnia? Omów trudności związane z takim pomiarem.

19.

Masa paliwa w reaktorze jądrowym zmniejsza się znacząco wraz z uwalnianiem energii. Czy taki sam mechanizm obowiązuje w przypadku węgla i tlenu w konwencjonalnej elektrowni? Jeśli tak, to czy jesteśmy w stanie zmierzyć ten ubytek masy? Wyjaśnij.

20.

Wiemy, że cc c jest maksymalną prędkością ciała o niezerowej masie. Czy istnieje takie ograniczenie w przypadku pędu albo energii? Wyjaśnij.

21.

Wiedząc, że światło przemieszcza się z prędkością światła, zastanów się, czy może mieć ono masę. Wyjaśnij.

22.

Jeżeli wykorzystamy teleskop do skierowania wiązki laserowej na powierzchnię Księżyca, możemy przesuwać plamkę na Księżycu z prędkością większą niż prędkość światła. Czy ten paradoks przeczy założeniom fizyki relatywistycznej? (Wskazówka: Sygnał świetlny jest przesyłany z powierzchni Ziemi na Księżyc, a nie na powierzchni Księżyca).

Cytowanie i udostępnianie
Ponowne wykorzystanie i redystrybucja tej treści w formacie cyfrowym lub drukowanym:
  • Ten podręcznik nie może być wykorzystywany do trenowania dużych modeli językowych ani w żaden inny sposób przetwarzany przez duże modele językowe lub rozwiązania generatywnej sztucznej inteligencji bez uprzedniej pisemnej zgody OpenStax Poland.
  • Ten podręcznik jest wydany na licencji Uznanie autorstwa (CC BY), co oznacza, że możesz ponownie wykorzystywać i modyfikować materiał wyłącznie w celach niekomercyjnych, musisz uznać autorstwo OpenStax Poland oraz musisz rozpowszechniać wszelkie utwory zależne na tej samej licencji.
  • Jakikolwiek komercyjny druk tego podręcznika, w tym z wykorzystaniem lokalnej lub niestandardowej drukarni, wymaga zgody OpenStax Poland oraz podania odpowiedniego cytowania.
  • Obrazy, aktywności, testy i podobne elementy tego podręcznika objęte prawami autorskimi OpenStax Poland podlegają tej samej licencji – CC-BY-NC-SA. Mogą być wykorzystywane w celach niekomercyjnych z uznaniem autorstwa. Użycie komercyjne wymaga zgody.
  • Prośby o zgodę: Każdy, kto zamierza włączyć tę treść (w tym tekst, obrazy i inne elementy) do dużych modeli językowych, wykorzystać ją w rozwiązaniach opartych na sztucznej inteligencji, użyć jej komercyjnie (w tym w druku) i/lub ma pytania dotyczące innego przypadku użycia, może skorzystać z naszego formularza wniosku o ponowne wykorzystanie.
Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej w celach niekomercyjnych, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym w celach niekomercyjnych, dla każdej strony zawierającej treści OpenStax musisz udostępnić utwór zależny na tej samej licencji CC-BY-NC-SA co oryginał oraz na każdym widoku strony umieścić informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
Cytowanie

Poniższe informacje zawierają dane potrzebne do utworzenia cytowania w większości głównych stylów (APA, MLA itp.); musisz przeformatować i zorganizować te informacje zgodnie z wymaganiami danego stylu. Jeśli chcesz zacytować tę książkę, skorzystaj z dostępnych narzędzi do tworzenia wpisów bibliograficznych, jak np.: ten.

© 21 wrz 2022 OpenStax Poland. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY). Nazwa OpenStax Poland i OpenStax, logo OpenStax Poland i OpenStax, okładki OpenStax Poland iOpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo, jak również nazwa i logo Rice University oraz powiązane znaki towarowe i słowne, nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.