četvrtak, 17. siječnja 2013.

Sabiranje brzina

Neka se posmatracu istovremeno približavaju voz i automobil, i to oba brzinom od po
100 km/h u odnosu na posmatraca. Prijema tome, ako bi posmatrac merio brzinu vlaka i automobila dobio bi da ta brzina iznosi tacno 100 km/h. I obrnuto ako bi mašinovoda ili vozac automobila merili svoju brzinu u odnosu na posmatraca dobili bi isti rezultat.
Ali, ako bi mašinovoda izmerio svoju brzinu u odnosu na automobil dobio bi da ona iznosi
200 km/h, jer se i voz i automobil krecu u odnosu na nepokretnog posmatraca brzinom
od 100 km/h. Isto važi i za vozaca automobila, i on se u odnosu na voz krece brzinom od 200 km/h. Ovakve situacije su vrlo ceste u svakodnevnom životu i redovno se koristi
jednacina (3) :
gde je vAB relativna brzina kojom se A krece u odnosu na B (tj. brzina voza u odnosu na
automobil, ili obrnuto), vA i vB je brzina A, tj. B, u odnosu na posmatraca.
Ako bi se posmatrac sada našao u slicnoj situaciji samo što bi umesto voza posmatrao
svemirski brod A koji se krece brzinom svjetlosti, a umesto automobila drugi svemirski
brod B koji bi putovao brzinom jednakoj polovini brzine
svjetlosti on bi lako odredio brzine ova dva svemirska broda.
Piloti u brodovima takode lako odreduju svoje brzine u
odnosu na posmatraca, ali šta ce se desiti kada pilot jednog
broda, npr. broda B, proba da odredi svoju brzinu u odnosu
na drugi brod A ? Voden prijethodnom logikom od bi dobio da
brzina broda B u odnosu na A iznosi 1,5c, tj 450.000 km/s.
Ako bi brzina broda B u odnosu na posmatraca bila
0,99999...c i pilot sada proba da odredi brzinu u odnosu na
brod A on bi trebalo da dobije da je brzina 1,99999...c ali
prijema STR ne važi jednacina (3) i relativna brzina broda B u odnosu na brod A bice
jednaka brzini svjetlosti u oba ova slucaja ! Specijalna teorija relativnosti daje jedan
novi zakon za odredivanje relativnih brzina i taj zakon iskazan je formulom:
gde su vA i vB relativne brzine kojima se A i B krecu prijema nepokretnom posmatracu, a
c je brzina svjetlosti.
Ako bi na primer uzeli da brzine vA i vB iznose po 160.000
km/s, relativna brzina tijela A prijema telu B bila bi 250.000
km/s prijema jednacini (4), a ne 320.000 km/s kako daje
jednacina (3). Lako se uocava da ovde dve jednacine daju
dve razlicite vrednosti za jednu istu stvar pa prijema tome ne
mogu obe da budu ispravne ! Za sve prakticne primene
jednacina (3) se može smatrati ispravnom kada su brzine
znatno manje od brzine svjetlosti, ali kada su brzine približne
brzine svjetlosti mora se koristiti jednacina (4). Videli da
razlika u vrednostima koje daju ove dve jednacine pri brzinama od 160.000 km/s iznosi
70.000 km/s, ali ako bi brzine bile na primer 160 km/h, rezultat koji daje jednacina (3)
razlikovao bi se od rezultata jednacine (4) za oko dva milionita dela santimetra.

Nema komentara:

Objavi komentar