Задачка про нейтронную звезду или что такое скорость?
Имеется некая звезда с очень мощными магнитными полями. Этими полями она разгоняет заряженные частицы до субсветовых скоростей. Протоны до 0.9 c , электроны ещё быстрее, но пусть тоже будет 0,9 с. Протоны - на север, электроны на юг (можно наоборот, но это не важно).
на сколько километров в секунду будет удаляться протон от одновременно с ним вылетевшего электрона, с точки зрения наблюдателя, поселившегося на пульсаре?
Чему равна скорость электрона, с точки зрения наблюдателя, оседлавшего протон?
Тут опять всё упирается в то, реальна ли скорость или иллюзорна. Скорость электрона с точки зрения протона - реальна. Это перемещение одного объекта (электрона) относительно другого (протона) с точки зрения наблюдателя связанного с этим другим (опять же протоном). То есть тут в полный рост имеем объект и наблюдателя в своей системе отсчёта.
Если же мы не являемся ни тем, ни другим, то сложение скоростей вообше не имеет никакого смысла. Ну да, можно сложить 0,9 и 0,9, любым пришедшим в голову способом, но такое сложение не соответствует никакой физической реальности, ибо при этом не возникает связи между протоном и электроном. Запрет на превышение скорости света соблюдается только для связанных систем - когда есть объект и наблюдатель и рассматривается движение объекта относительно этого наблюдателя. Формула Лоренца, безусловно, остаётся спараведливой, но только если мы зададимся целью узнать скорость электрона в системе отсчёта, связанной с протоном. Вне такой связи вопрос даже и ставить нельзя...
точно от координаты? а как быть с теми, кто под неопределённость Гейзенберга подпадает? я вроде как про элементарные частицы тут рассусоливал и как-то не улавливается разница между "реальной" и "иллюзорной"
А в чём проблема? Типичная задача СТО для старшеклассников. С точки зрения пульсара - v1 + v2 = 1,8c. С точки зрения протона (и электрона) - (v1 + v2)/(1 + v1*v2/c^2) = 1,8c/(1+0,9^2) = 1,8с/1,81 = 0,994с.
А почему нет? В задачах для старшеклассников - именно так. Для продвинутых студентов - надо ещё учитывать гравитационное поле пульсара и формулы ОТО. Теоретически наблюдателя ничего не сжигает.
Почему нет? Потому что на нейтронной звезде не может существовать нее только наблюдатель (любой), но даже молекулы и, вероятно, атомы, из которых он состоит. Даже на поверхности нашего Солнца невозможен никакой наблюдатель (и робот в том числе). Что уж говорить про нейтронную звезду с ее тяготением.
Теоретический наблюдатель существует везде и всегда. Именно он измеряет температуру в центре Солнца, давление в центре Юпитера и относительные скорости элементарных частиц.
для il62 оторвёмся от нейтронной звезды и посетим коллайдер на встречных пучках. Наблюдатель не виртуальный, вполне реально сидит в лабораторной системе отсчёта и пытается понять, на сколько метров за наносекунду сближаются два протона из противоположных пучков, разогнанных до 0,9 с
Здесь рассматривается равноускоренное движение тела в гравитационном поле..
Второй закон Ньютона..
Есть только недостаток в данных: как направлен вектор скорости относительно ускорения свободного падения..
Если считать, что вектор скорости относительно горизонта - а, то необходимо разложить вектор скорости на две ортогональные составляющие в общем случае:
v cos(a) = Vx
v sin(a) - g t = Vy
h + v sin(a) t - (g t^2)/2 = 0
Если начальная скорость у тела вертикальная и направлена вверх:
Получим систему уравнений:
3 - 9,81 t = v
3 + 3 t - (9,81 t^2)/2 = 0
Из первого уравнения находим:
-4,9 t^2+3 t+3 =0
t1=1,15
t2=-0,53
Второе значение не имеет физического смысла..
Подставляем 1,15 в первое уравнение..
3 - 9,81*1,15=-8,1 м/с...
Т.е. при столкновении с землёй скорость будет направлена вертикально вниз..
Скорость света равна 299 792,458 км/сек. Это мы округляем до 300 000 км в сек, чтобы было легче считать. Сейчас ее измеряют с помощью лазера и довольно точно. А впервые это сделал в 1676 г. Оле Кристенсен Рёмер. Он заметил, что время между затмениями спутников Юпитера меньше, если Земля движется к Юпитеру, нежели от него. Отсюда у него скорость получилась равной 214 000км в сек. Это бы безусловный прорыв в физике тех лет, потому как тогда считали скорость света мгновенной.
Не, не будем. При движении близком к скорости света из-за релятивистских эффектов зрачок к донышку глазного яблока приклеится. И фокусировка глаза нарушится.
Летать со скоростью света может только свет. Любой массивный и протяжённый объект не в состоянии достичь этой скорости. В качестве источника могу порекомендовать любой школьный учебник для старших классов по физике.
Ну элементарно же считается... Температура электронного газа равна в условиях теплового равновесия равна температуре кристаллической решётки. Значит, средняя энергия теплового движения электронов равна 3/2 kT. Откуда по известной массе электрона враз считается его среднеквадратическая скорость.
Течёт по проводу ток или нет - по фигу. По крайней мере до тех пор, пока нагрев провода протекающим током не скажется на его температуре.
Длина штормовых волн не превышает 250 м. В соответствии с этим скорость их распространения достигает 60 километров в час. Волны зыби, как более длинные до 800 м, катятся со скоростью около 100 км в час,= а иногда и еще быстрее.
