Eðlisfræði fyrir krakka: afstæðiskenning

Eðlisfræði fyrir krakka: afstæðiskenning
Fred Hall

Eðlisfræði fyrir krakka

Afstæðiskenningin

Afstæðiskenningin er mjög flókið og erfitt að skilja. Hér verður aðeins fjallað um grundvallaratriði kenningarinnar.

Afstæðiskenningin er í raun tvær kenningar sem Albert Einstein kom með snemma á 10. áratugnum. Önnur er kölluð „sérstök“ afstæðiskenning og hin „almenn“ afstæðiskenning. Hér verður að mestu fjallað um sérstaka afstæðiskenningu.

Þú getur lært meira um tvo mjög mikilvæga þætti afstæðiskenningarinnar á þessari síðu um ljóshraða og tímaútvíkkun.

Sérstök afstæðiskenning

Það eru tvær meginhugmyndir sem mynda sérstaka afstæðiskenningu Einsteins.

Sjá einnig: Krakka stærðfræði: Tvöfaldur tölur

1. Afstæðisreglan: Lögmál eðlisfræðinnar eru þau sömu fyrir hvaða tregðuviðmiðunarramma sem er.

2. Meginreglan um ljóshraða: Hraði ljóssins í lofttæmi er sá sami fyrir alla áhorfendur, óháð hlutfallslegri hreyfingu þeirra eða hreyfingu ljósgjafans.

Hvað þýðir "afstætt" " meina?

Fyrsta meginreglan hér að ofan er frekar ruglingsleg. Hvað þýðir þetta? Jæja, áður en Albert Einstein töldu vísindamenn að öll hreyfing ætti sér stað gegn viðmiðunarpunkti sem kallast "eter". Einstein hélt því fram að eterinn væri ekki til. Hann sagði að öll hreyfing væri „afstæð“. Þetta þýddi að mæling á hreyfingu var háð hlutfallslegum hraða og staðsetninguáhorfandi.

Sjá einnig: Ævisaga fyrir krakka: Colin Powell

Afstætt dæmi

Eitt dæmi um afstæði er að ímynda sér tvo menn í lest spila borðtennis. Lestin er á um 30 m/s norður. Þegar boltanum er slegið fram og til baka á milli leikmanna tveggja virðist boltinn fara norður á um 2 m/s hraða og síðan suður á 2 m/s hraða.

Nú ímyndaðu þér einhvern sem stendur við hlið járnbrautarteina og horfir á borðtennisleikinn. Þegar boltinn er á ferð norður virðist hann ferðast á 32 m/s (30 m/s plús 2 m/s). Þegar boltinn er sleginn í hina áttina virðist hann samt ferðast norður, en á 28 m/s hraða (30 m/s mínus 2 m/s). Fyrir áhorfandann við hlið lestarinnar virðist boltinn alltaf vera á ferð norður.

Niðurstaðan er sú að hraði boltans veltur á "afstæðri" stöðu áhorfandans. Það verður öðruvísi fyrir fólkið í lestinni en fyrir þann sem er á hlið járnbrautarteina.

E = mc2

Ein af niðurstöðum kenningarinnar af sérstakri afstæðiskenningu er hin fræga jafna Einsteins E = mc2. Í þessari formúlu er E orka, m er massi og c er stöðugur ljóshraði.

Athyglisverð niðurstaða þessarar jöfnu er að orka og massi eru skyld. Öllum breytingum á orku hlutar fylgir einnig massabreyting. Þetta hugtak varð mikilvægt við þróun kjarnorku og kjarnorkusprengju.

LengdSamdráttur

Önnur áhugaverð niðurstaða sérafstæðiskenningarinnar er lengdarsamdráttur. Lengdarsamdráttur er þegar hlutir virðast styttri því hraðar sem þeir hreyfast miðað við áhorfandann. Þessi áhrif koma aðeins fram þegar hlutir ná mjög miklum hraða.

Til að gefa þér dæmi um hvernig hlutir sem hreyfast mjög hratt virðast styttri. Ef 100 feta langt geimskip fljúgaði hjá þér á 1/2 ljóshraða, þá virðist það vera 87 fet á lengd. Ef það hraðaði allt að 0,95 ljóshraða, þá virðist það aðeins vera 31 fet á lengd. Auðvitað er þetta allt afstætt. Fólki um borð í geimskipinu virðist það alltaf vera 100 fet á lengd.

Lestu meira um Albert Einstein og almenna afstæðiskenninguna.

Aðgerðir

Taktu tíu spurninga spurningakeppni um þessa síðu.

Kjarnaeðlisfræði og afstæðisgreinar

Atóm

Eindir

Periodic Tafla

Geislavirkni

Afstæðiskenning

Afstæðiskenning - Ljós og tími

Grunnagnir - Kvarkar

Kjarnorka og klofning

Vísindi >> Eðlisfræði fyrir krakka




Fred Hall
Fred Hall
Fred Hall er ástríðufullur bloggari sem hefur brennandi áhuga á ýmsum greinum eins og sögu, ævisögu, landafræði, vísindum og leikjum. Hann hefur skrifað um þessi efni í nokkur ár núna og blogg hans hafa verið lesin og metin af mörgum. Fred er mjög fróður um þau efni sem hann fjallar um og hann leitast við að veita fræðandi og grípandi efni sem höfðar til breiðs hóps lesenda. Ást hans á að læra um nýja hluti er það sem knýr hann til að kanna ný áhugasvið og deila innsýn sinni með lesendum sínum. Með sérfræðiþekkingu sinni og grípandi ritstíl er Fred Hall nafn sem lesendur bloggsins hans geta treyst og reitt sig á.