Na czerwono podkreślono właściwe odpowiedzi a na

Na czerwono podkreślono właściwe odpowiedzi a na niebiesko uzasadnienia.
1. Względność jednoczesności zdarzeń polega na tym, że:
a) zdarzenia jednoczesne w jednym układzie zawsze są jednoczesne w innym
b) zdarzenia jednoczesne w jednym układzie nie muszą być jednoczesne w innym
c) zdarzenia jednoczesne w jednym układzie nigdy nie są jednoczesne w innym
Odnośnie a) zdarzenia jednoczesne w jednym układzie nigdy nie są jednoczesne w
układzie który porusza się względem niego z dużą prędkością. Odnośnie c) zdarzenia
jednoczesne w jednym układzie są zawsze jednoczesne w e wszystkich układach
spoczywających w względem niego.
2. Rakietę kosmiczną można rozpędzać
a) tak długo aż osiągnie prędkość światła potem już się nie da rozpędzać
b) dowolnie długo chociaż nigdy nie osiągnie prędkości światła
c) dowolnie długo aż osiągnie prędkość światła i następnie również
Wraz ze wzrostem energii będzie rosła masa rakiety ale prędkości światła nie
osiągnie. Dowolnie długo też nie będzie można rozpędzać, gdyż przyrost energii jest
ograniczony możliwościami jej produkcji. Jednak chodzi tu głównie o niemożliwość
osiągnięcia prędkości światła a teoretycznie można by to robić dowolnie długo.
3. Od Ziemi oddala się rakieta z prędkością bliską prędkości światła a kosmonauta
nadaje w kierunku Ziemi sygnały co jedną sekundę według swojego zegara. Odstęp
między sygnałami odbieranymi na Ziemi jest:
a) taki sam jak w rakiecie, gdyż prędkość światła jest niezależna od tego, że rakieta
się porusza
b) krótszy gdyż w rakiecie czas płynie wolniej
c) dłuższy, gdyż w rakiecie czas płynie szybciej
d) dłuższy, gdyż w rakiecie czas płynie wolniej
Kiedy w rakiecie upłynie 1 sekunda to na Ziemi upłynie więcej niż jedna sekunda.
Dlatego mówimy, że w rakiecie czas płynie wolniej. Tym samym odstępy między
sygnałami będą dłuższe na Ziemi.
4. W układach odniesienia poruszających się względem siebie z dużą szybkością
zawsze zachodzi:
a) stała jest prędkość światła i masa a zmienia się czas i długość
b) zmienia się czas, długość i masa a stała jest prędkość światła
c) zmienia się tylko prędkość światła a reszta wielkości jest stała
d) żadna wielkość się nie zmienia bo prędkość światła jest stała
Zależność czasu, długości i masy od prędkości obserwatora to podstawowe efekty
relatywistyczne. Prędkość światła jest stalka i nie zależy od niczego.
5. Rakieta porusza się względem obserwatora, który widzi, że jest krótsza o połowę
niż przy starcie. Wtedy obserwator widzi też, że:
a) masa rakiety jest dwa razy mniejsza a czas w niej płynie dwa razy szybciej
b) masa rakiety jest taka sama a czas płynie dwa razy wolniej
c) masa rakiety jest dwa razy większa a czas na Ziemi płynie dwa razy szybciej
d) masa rakiety jest taka sama a czas w niej płynie dwa razy szybciej
Chodzi oczywiście o przytaczaną często na lekcjach prędkość u=0,865c przy której
efekty ulegają podwojeniu. Długość skraca się dwa razy, czas płynie w rakiecie dwa
razy wolniej a jej masa jest dla ziemianina dwa razy większa.
6. Pociąg o długości spoczynkowej 500m porusza się z taką szybkością, że zmieścił
się na moście o długości spoczynkowej 100m. Maszynista stwierdzi, że w układzie
pociągu most ma długość:
a) 250m
b) 500m
c) 50m
d) 20m
Skoro 500m pociąg zmieścił się na stumetrowym moście tzn. że przy tej szybkości
uległ dla nas pięciokrotnemu skróceniu. W układzie maszynisty nie porusza się
pociąg tylko most i to on skraca się pięć razy. Dlatego dla maszynisty długość mostu
zostanie zmierzona jako 20m.
7. Dwie rakiety zbliżają się do siebie z V = 0,8c każda. Ich względna prędkość jest
równa:
a) 0,8c dla każdego z nich
b) inna dla każdego z nich
c) 1,6c dla każdego z nich
d) mniej niż c i więcej niż 0,8c dla każdego z nich
Przy dużych prędkościach obowiązuje inny niż klasyczny wzór na składanie
prędkości, który nigdy nie daje wyniku większego od „c”
8. Wzór E = mc2 określa zależność masy od energii w taki sposób, że:
a) zmienia się zawsze energia nie zmienia się masa i prędkość ciała
b) zmienia się masa wraz z energią ciała
c) energia jest zależna tylko od prędkości światła
d) energia jest stała bo nie zmienia się prędkość światła
Ponieważ c=constans musi masa zmieniać się razem z energią. a) jest błędne, bo
zmiana prędkości to zawsze zmiana energii, chociażby kinetycznej. c) jest błędne
gdyż we wzorze E = mc2 występuje jeszcze masa. d) to, że nie zmienia się prędkość
światła nie ma nic do rzeczy. Zmiana prędkości ciała lub jego masy zmienia jego
energię.