Teoria relativităţii restrânse
Download
Report
Transcript Teoria relativităţii restrânse
Valerica Baban
Aceste lecţii au la bază cartea profesorului Tatsu Takeuchi,
“An Illustrated Guide to Relativity “ , CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS 2010
Ilustraţiile grafice au fost preluate din cartea amintită mai sus.
Cuprins
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Ce este TRR ?
Scurt Istoric.
Sisteme de referinţă.
Relativitatea mişcării mecanice.
Principiul inerţiei ( principiul I )
Sisteme de referinţă inerţiale şi neinerţiale .
Este Pământul un SRI ?
Sistemele de referinţă şi principiile mecanicii
newtoniene.
1. Ce este TRR ?
1905 , A. Einstein – “ Despre electrodinamica
corpurilor aflate în mişcare.”
O teorie despre mişcarea corpurilor ( mişcare = orice
proces în care poziţia copurilor se modifică în timp )
teorie despre spaţiu şi timp.
teorie despre cum anume spaţiul şi timpul sunt
percepute diferit de diferiţi observatori.
Cuvântul “electrodinamică” indică faptul că TRR are o
legătură cu lumina . Lumina este o undă
electromagnetică .
Viteza luminii are un rol foarte important în cadrul
TRR.
1. Istoric
Galileo Galilei (1564–1642) - Dialogues Concerning Two
Sciences – pricipiul inerţiei (I al mecanicii) .
sir Isaac Newton (1642–1727)
Philosophiae Naturalis Principia Mathematica - 1687
Principiile mişcării mecanice
Teoria gravitaţiei
Pricipiile mişcării mecanice au fost valabile timp de 200 de ani
de la formularea lor
Sunt valabile şi astăzi în cele mai multe situaţii vizând
mişcarea la suprafaţa Pământului şi chiar în sistemul solar
atât timp cât vitezele nu sunt foarte mari.
Viteza luminii ??? - nu poate fi integrată în teoria GalileiNewton.
Albert Einstein (1879–1955) ,
Teoria relaţivităţii restrânse
Teoria relativităţii generalizate.
3. Sisteme de referinţă
Studiul mişcării mecanice a unui obiect presupune
cunoaşterea răspunsului la următoarele întrebări :
Este obiectul în mişcare sau în repaus ?
Care este direcţia de mişcare ?
Care este viteza ?
Se modifică în timp viteză sau direcţia de mişcare ?
Care sunt cauzele acestor modificări ?
Pentru a răspunde corect trebuie precizat ceea ce în
fizică numim SISTEM DE REFERINŢĂ.
3. Sisteme de referinţă
CEASORNIC – în
repaus faţă de SR ales
CORP DE REFERINŢĂ –
considerat prin definiţie fix
3. Sisteme de referinţă
Se poate
folosi ceasul
ca origine a
SR
4. Relativitatea mişcarii mecanice
SR al
copacului
SR al
maşinii
4. Relativitatea mişcarii mecanice
5. Principiul inerţiei
Un corp aflat în repaus rămâne în respaus dacă
asupra sa nu acţionează nici o forţă.
Un corp aflat în mişcare rectilinie uniformă în
raport cu un SR îşi păstrează această stare atât
timp cât asupra sa nu acţionează nici o forţă .
Prima parte a acestui principiu este destul de evidentă : un corp nu se mişcă fără
o intervenţie exterioară .
O doua parte însă a fost destul de greu de înţeles pănă la Galilei datorită efectelor
forţelor de frecare .
5. Principiul inerţiei
Un obiect nu se mişcă fără o intervenţie exterioară
In prezenţa frecării obiectul se
deplaseză când este împins....
.. . dar se opreşte când forţa
exterioară încetează
In absenţa frecării ...
obiectul îsi continuă mişcare un timp
infinit chiar dacă acţiunea exterioră
încetează
5. Principiul inerţiei
In esenţă principiul inerţiei afirmă faptul că obiectele se
opun încercării de a li se schimba starea de mişcare .
Această proprietate generală a corpurilor este numită
inerţie.
Incetinire
Accelarare
Schimbarea direcţiei
6. Sisteme de referinţă ineţiale şi neinerţiale
Principiul inerţiei nu este valabil în toate
sistemele de referinţă .
De exemplu când ne aflăm în maşină şi accelerăm sau
frânăm corpul nostru este împins în spate sau în faţă .
Cauza este legată de faptul că maşina ca SR este
accelerat sau frânat.
6. Sisteme de referinţă ineţiale şi neinerţiale
viteză constantă
1
2
Principiul inerţiei este valabil
doar intr-o clasă particulară de SR
numite SR INERTIALE - SRI
Nici o forţă netă nu este
aplicată bilei. Ea se află în
miscare rectilinie uniformă
faţă de Gigel 1.
Gigel 1 este un SRI.
Nici o forţă netă nu este
aplicată bilei. Ea se află în
repaus faţă de Gigel 2.
Gigel 2 este un SRI.
6. Sisteme de referinţă ineţiale şi neinerţiale
Vagonul se mişcă accelerat
F
Bila se mişcă ca şi cum o forţă netă s-ar aplica
asupra sa , deşi această forţă nu există.
Nu este respectat principiul inerţiei
se mişcă repede
Vagonul este un SR neinerţial
SRNI
7. Este Pământul un SRI inerţial ?
Pământul datorită mişcării sale de rotaţie în jurul
propriei axe şi mişcării de revoluţie în jurul Soarelui nu
este un SR inerţial.
Efectul rotaţiei în jurul propriei axe este resimţit prin
variaţia greutăţii corpurilor pe suprafaţa Pământului.
La ecuator efectul este mai puternic decât la Poli ,
diferenţa este cam de 3%.
Efectul mişcării de revoluţie se resimte de asemenea
prin variaţii ale greutăţii între periheliu şi afeliu
Efectul mişcării de revoluţie
este mult mai mic 0,006%
7. Este Pământul un SRI inerţial ?
Pentru foarte multe situatii practice dar şi în cazul
acestei prezentări se poate considera cu o bună
aproximaţie că Pământul este un SRI .
Până la N. Copernicus (1473–1543) s-a crezut că
Pământul este fix.
Intr-o bună aproximaţie în raport cu Pământul este
valabil principiul inerţiei .
7. Este Pământul un SRI inerţial ?
SR al Pământului
SR al Soarelui
8. Sistemele de referinţă şi principiile mecanicii
newtoniene.