Релятивистский закон сложения скоростей - Элементы теории относительности - Оптика - Поурочные разработки к учебнику Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева - Физика - Поурочные планы к учебникам Мякишева Г. Я. и Касьянова В. А. 11 класс - разработки уроков - авторские уроки - план-конспект урока 
загрузка...

Поурочные планы к учебникам Мякишева Г. Я. и Касьянова В. А. 11 класс

Поурочные разработки к учебнику Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева

 

Оптика

 

Глава 9. Элементы теории относительности

Урок 87. Релятивистский закон сложения скоростей

Цель: вывести релятивистский закон сложения скоростей.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение

- Какое время называют собственным?

- Чем определяется замедление времени: свойствами света, конструкцией световых часов или свойствами самого времени?

- Почему при движении замедляется не только ход часов, но и протекание всех физических процессов, а также химических реакций в человеческом организме?

- В чем суть «парадокса близнецов»?

- Какой эксперимент подтверждает эффект замедления времени?

III. Изучение нового материала

Опыт Майкельсона-Морли показал, что скорость света в вакууме постоянна и не зависит от скорости движения источника или приемника. Это означает, что преобразование Галилея и закон сложения скоростей неверен при скорости движения, соизмеримой со скоростью света.

Материальная часть (тело) не может двигаться с большей скоростью, чем скорость света.

Скорость тела, как относительно неподвижной системы отсчета X, так и относительно системы X', движущейся со скоростью v:

Умножив на последнее, имеем или

Пусть vх’ и v малы по сравнению со скоростью С:

(можно пренебречь). Тогда

В левой части фигурирует vх0 относительно неподвижной системы отсчета.

Относительно произвольных скоростей можно предположить, что левая часть неравенства (1) также представляет скорость vх.

Релятивистский закон сложения скоростей справедлив при любой скорости движения, т. е.:

IV. Решение задач

Задача № 1

Две ракеты движутся навстречу друг другу со скоростями 3/4 с относительно неподвижного наблюдателя. Определить скорость сближения ракет.

Дано:

Решение:

Свяжем с первой ракетой неподвижную систему координат К, относительно которой ракета движется со скоростью Со второй ракетой свяжем систему К’, движущуюся вдоль оси X со скоростью относительно неподвижной системы К в направлении, противоположном оси ОХ, то есть противоположно скорости

Тогда, используя релятивистский закон сложения скоростей, можно записать выражения для скорости в неподвижной системе координат:

image164

где U - относительная скорость ракет. (Проекция скорости на ось X отрицательна, поэтому перед v2 в формуле поставлен знак минус.)

image162

Отсюда найдем относительную скорость ракет U:

image165

(Ответ: U = 0,96 с = 2,88 · 108 м/с.)

Задача № 2

Две частицы удаляются друг от друга со скоростью 0,8 с относительно земного наблюдателя. Какова относительная скорость частиц? (Ответ: 0,978 с.)

Задача № 3

С космического корабля, движущегося к Земле со скоростью 0,4 с, посылают два сигнала: световой сигнал и пучок быстрых частиц, имеющих скорость относительно корабля - 0,8 с. В момент пуска сигналов корабль находился на расстоянии 12 Гм от земли. Какой из сигналов и на сколько раньше будет принят на Земле? (Ответ: Световой - на 4 с раньше.)

Домашнее задание

п. 79.

Р - 1078, Р - 1077.





загрузка...
загрузка...