Question:
What happens when relativistic effects stop?
Aean
2014-03-28 13:52:49 UTC
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J'apprends actuellement la relativité restreinte au lycée et nous ne traitons principalement que de ce qui se passe lorsqu'un objet se déplace à des vitesses relativistes constantes. Mais que se passe-t-il si l'objet ralentit jusqu'à l'arrêt?

J'observe la contraction de la longueur d'un objet à des vitesses relativistes, lorsqu'il revient à l'arrêt, revient-il à sa longueur d'origine?

Quatre réponses:
John Rennie
2014-03-28 14:32:38 UTC
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Calculer l'effet de l'accélération en relativité restreinte est simple, mais je soupçonne que l'algèbre est un peu trop au niveau du lycée. Voir l'article de John Baez sur la fusée relativiste pour un résumé, ou voir le chapitre 6 de Gravitation par Misner, Thorne et Wheeler pour une analyse plus détaillée.

Lorsque vous êtes présenté pour la première fois à la SR, on vous parle généralement de la dilatation du temps et de la contraction de la longueur et de formules pour les calculer. Cependant, il s’agit au mieux d’une simplification excessive et, au pire, d’une erreur. Lorsque vous regardez un objet se déplaçant par rapport à vous, vous mesurez en effet la longueur de l'objet à contracter, mais ce qui se passe réellement, c'est que les deux points d'extrémité dans le cadre de repos de l'objet se transforment en points à des moments légèrement différents dans votre cadre de repos. Vous mesurez l'objet à contracter parce que vous mesurez les points finaux à des moments légèrement différents. Il n'y a aucun sens dans lequel l'objet est pressé par sa vitesse élevée.

Tout objet a une longueur propre, qui est égale à sa longueur en son cadre de repos. La longueur appropriée est un invariant et tous les observateurs mesureront la même longueur appropriée quelle que soit leur vitesse relative. Si vous considérez la longueur appropriée alors l'objet n'est pas contracté.

Quoi qu'il en soit, la réponse à votre question est que lorsque l'objet s'arrête par rapport à vous, sa longueur n'a pas changé . C'est parce qu'il n'a jamais changé - le changement que vous avez mesuré était dû au fait que les coordonnées que vous utilisiez ne correspondent pas aux coordonnées que l'objet utilisait. Lorsque l'objet s'immobilise dans votre cadre, vous et l'objet utilisez les mêmes coordonnées (au pire différant par la position de l'origine), donc vous mesurez tous les deux la longueur pour qu'elle soit la bonne longueur.

+1 pour induire en erreur.La gravitation de MTW est peut-être un peu trop pour le lycée, mais il existe un excellent livre d'introduction de Taylor et Wheeler, "Spacetime Physics", qui explique la physique de ce qui se passe réellement, avec des diagrammes, des problèmes, etc. Il devrait être assez accessible pourun lycéen.
Je recommande également vivement le livre de Taylor et Wheeler [Exploring Black Holes] (http://www.amazon.co.uk/Exploring-Black-Holes-Introduction-Relativity/dp/020138423X/ref=sr_1_1).C'est un peu plus difficile, mais quiconque a fait des mathématiques à un niveau avancé au lycée (c'est-à-dire au Royaume-Uni a fait des mathématiques de niveau A) devrait pouvoir en tirer quelque chose.
"Quoi qu'il en soit, la réponse à votre question est que lorsque l'objet s'arrête par rapport à vous, sa longueur n'a pas changé. C'est parce qu'il n'a jamais changé" Je pense que cela est susceptible de tromper l'OP.Ce qui arrive à la longueur de l'objet (selon vous) quand il s'agit d'un arrêt (par rapport à vous) dépend entièrement des détails de la décélération et peut être n'importe quoi.Je pense que vous présumez que l'OP a l'intention que l'objet entier décélère "tout à la fois", mais bien sûr "tout à la fois" est lui-même un concept relatif ...
Je ne veux pas trop insister sur cela, mais je pense qu'il est particulièrement bénéfique pour les débutants de se rappeler que si la relativité contredit parfois le bon sens, il ne faut pas abandonner complètement le bon sens.Le bon sens vous dit correctement que si le dos de l'objet décélère avant le front, l'objet s'allonge, et si les deux extrémités décélèrent simultanément, la longueur ne peut pas changer.Il est bon de rappeler aux débutants que même si la relativiité est parfois contre-intuitive, elle doit encore avoir un sens, et parfois cette exigence suffit à résoudre un problème.
wendy.krieger
2014-03-28 14:12:31 UTC
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Tout reste relativiste. Cependant, la variation entre la relativité newtonienne et Einstein est de l'ordre de $ v ^ 2 / c ^ 2 $. Ainsi, lorsque ce nombre tombe en dessous de l'erreur observable, vous ne pouvez pas faire la différence.

La _relativité_ plus simple est plutôt galiléenne, pas newtonienne.La mécanique newtonienne est basée sur le principe galiléen de relativité.
La majeure partie de la physique est basée sur le modèle de Newton, et cela déroute probablement davantage les gens pour placer plusieurs noms dans le même concept.
Je suis partisan d'appeler la relativité plus ancienne «galiléenne» plutôt que «newtonienne», mais les deux noms apparaissent dans la littérature.
user42733
2014-03-28 14:15:14 UTC
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Si vous êtes l'observateur et que vous observez une voiture bouger devant vous, l'horloge de la voiture semblera se déplacer plus lentement que l'horloge de votre cadre de référence et la longueur de la voiture semblera être contractée à vous dans le sens du mouvement. Tous ces effets sont amplifiés à mesure que la vitesse de la voiture s'approche de celle de la lumière. De la même manière, tous ces effets sont de moins en moins amplifiés si la vitesse diminue et s’arrête complètement quand il n’ya pas de vitesse relative entre vous et la voiture.

WillO
2019-09-29 09:30:12 UTC
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Prenons le cas extrême où un pôle se déplaçant vers la droite (par rapport à un cadre fixe) s'arrête brusquement.Si l'extrémité gauche s'arrête avant l'extrémité droite, alors (évidemment) le poteau devient plus long.Si les deux extrémités s'arrêtent au même moment, alors (évidemment) sa longueur ne peut pas changer.Si l'extrémité droite s'arrête avant l'extrémité gauche, alors (évidemment) le poteau devient plus court.

Différents observateurs ne seront pas d'accord sur le moment où chaque extrémité s'arrête et peuvent donc être en désaccord sur le fait que l'arrêt entraîne le rétrécissement, la croissance ou le maintien du poteau de la même longueur.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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