برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
ناشناس
در : شنبه 15 مهر 1385 [06:09 ]
نسبیت اینشتین
قوانین نیوتن
در علم فلسفه ی طبیعی که امروزه ان را فیزیک می نامیم قرن ها مسئله ی حرکت و علت ان از موضوعات مهم بوده است.فلاسفه در قرن های پیشین می پنداشتند که نوعی نیرو باید وجود داشته باشد تا یک جسم متحرک به حرکتش ادامه دهد.انها سکون را حالت طبیعی اجسام می پنداشتند.این تفکر به این دلیل وجود داشته که انها نمی دانستند نیرویی مانند اصطکاک در هنگام حرکت مانع اجسام می شود.اگر ازمایشی ترتیب دهیم و شرایطی مانند عدم وجود اصطکاک را به وجود بیاوریم به قانون اول نیوتن
می رسیم:
جسمی که برایند نیروهای وارد بر ان صفر است اگر در حال حرکت باشد با سرعت ثلبت به حرکتش ادامه می دهد و اگر هم ساکن باشد در حال سکون باقی خواهد ماند.
بنابراین برای ادامه ی حرکت یک جسم نیرویی لازم نداریم.
تمایل اجسام برای باقی ماندن در حالت سکون یا حرکت با سرعت ثابت در خط راست را لختی می گویند و گاهی از قانون اول نیوتن به عنوان قانون لختی نیز یاد می شود.
و قانون اول نیوتن
می گوید: می توان دسته ای از چهارچوب های مرجع یافت که اگر نیروی خالص وارد بر جسمی صفر باشد از دید این چهارچوب ها شتاب جسم صفر است.این چهار چوب ها چهارچوب مرجع لخت هستند.پس خود نیوتن گفته است که قوانینش از دید چهار چوبهای مرجع لخت بر قرارند.
می خواهیم ثابت کنیم طبق قانون اول نیوتن چهارچوب مرجع لخت چهارچوبی بدون شتاب نسبت به ازمایشی است که در حال بررسی ان هستیم.
چهارچوب مرجع را مکانی در نظر بگیرید که می تواند شما را در خود جای بدهد و حرکت کند یا ثابت بماند.(مثل:زمین،اسانسور،هواپیما و...).
طبق قانون اول نیوتن گفتیم:
می توان دسته ای از چهارچوب های مرجع یافت که اگر نیروی خالص وارد بر جسمی صفر باشد از دید این چهارچوب ها شتاب جسم صفر است.و این چهارچوب ها را چهارچوب مرجع لخت نامیدیم.
حال خود را در یک چهارچوب مرجع شتابدار قرار می دهیم اگر از دید این چهارچوب شتاب جسم ساکنی را درست تشخیص ندهیم به این نتیجه می رسیم که چهارچوب مرجع باید بدون شتاب باشد تا قوانین نیوتن در ان بر قرار باشند.
مثال1:
ذره ای را در حال حرکت در نظر بگیرید.خودتان در یک اتومبیل هستید که در حال شتاب گرفتن است.ناظر دیگری درست بدون شتاب نسبت به چهارچوب مرجع ذره(زمین) در کنار ذره ثابت ایستاده است.شما شتاب ذره را نسبت به شتاب ماشین(چهارچوب مرجع خودتان) می سنجید اما ناظری که نسبت به ان شتاب ندارد گویی نسبت به ذره در یک چهارچوب بدون شتاب قرار دارد و شتاب ذره را نسبت به زمین(چهارچوب مرجع ذره) می سنجد.واضح است که او شتاب را درست می سنجد پس اوست که در چهارچوب مرجع لخت قرار دارد.بنابراین به یک تعریف جامع از چهارچوب مرجع لخت دست می یابیم.
هرگاه در چهارچوب مرجعی باشیم که نسبت به چهارچوب مرجع یک ازمایش شتاب صفر داشته باشد ما شتاب جسمی که در چهارچوب مرجع ازمایش است را درست می سنجیم.پس چهارچوب مرجع لخت چهارچوبی است که نسبت به چهارچوب مرجع یک ازمایش(نه جسمی که در ان چهارچوب حرکت می کند،در مثال 1 چهارچوب مرجع ما ماشین است و نسبت به زمین که چهارچوب مرجع ذره است شتاب دارد پس ما شتاب را درست نمی سنجیم اگر در مثال 1 ذره شتاب داشته باشد و چهارچوب مرجع ما نیز هماقدر شتاب داشته باشد پس ما شتاب ذره را صفر می سنجیم و این اشتباه نشانگر این است که چهارچوب مرجع لخت باید نسبت به چهارچوب مرجع ذره (نه خود ذره) بی شتاب باشد)شتاب نداشته باشد.توجه کنید که هر ناظر دیگری که در مثال 1 نسبت به زمین(چهارچوب مرجع ذره)شتاب صفر داشته باشد،شتاب ذره را درست می سنجد.
به طور کلی چهارچوب مرجع لخت به تنهایی معنی ندارد و هنگامی که چهارچوب مرجعی نسبت به چهارچوب مرجع دیگری شتاب صفر داشته باشد ان دو را چهارچوب مرجع لخت می نامیم که هر ناظری که در یکی از این دو چهارچوب قرار بگیرد مقدار یکسانی برای نیرو و شتاب می سنجد.
پس فیزیک کلاسیک می گوید:
1.ناظرهایی که در چهارچوب های مرجع لخت ثابت نسبت به هم هستند بری کمیتهایی مثل:زمان،نیرو،شتاب و جرم مقادیر یکسانی می سنجند.این کمیتها را ناوردا گویند.و کمیتهای غیر ناوردا را نیز یکسان
می سنجند.پس سنجش همه ی انها صحیح است.
2.اما اگر این چهارچوبهای مرجع لخت با سرعت ثابت نسبت به هم حرکت کنند ناظرها برای کمیتهای ناوردا مقدار یکسانی می سنجند ولی کمیتهای غیر ناوردا مثل:سرعت یا جابه جایی را یکسان نمی سنجند.و چون سرعت دارند هرکدام سرعت ازمایش را نسبت به سرعت چهارچوب خود می سنجد که این مقادیر طبق معادلات تبدیل سرعت گالیله با هم ارتباط دارند.
فیزیک(کلاسیک+نوین)
نتیجه ی نهایی برای قسمت اول چنین است:
1.اگر چهارچوبها هیچ حرکتی(با شتاب یا بدون شتاب)نسبت به هم نداشته باشند فرض اول درست است.پس سنجش همه ی ناظرها صحیح است.
2.چهارچوبها حرکت با سرعت ثابت نسبت به هم دارند پس:
در این مورد ناظرها کمیتهایی مانند زمان و طول را که در فیزیک کلاسیک برای تمامی ناظرها یکسان است را یکسان نمی سنجند.در مورد کمیتهای غیر ناوردا(سرعت) نیز ارتباطی که بین مقادیر سنجیده شده توسط ناظرها در چهارچوبهای مرجع لخت بیان شده صحیح نمی باشد.
اینشتین می گوید:در این مورد ناظرها هر کدام طول،زمان،سرعت و جابه جایی را نسبت به چهارچوب مرجع خودش می سنجد.یعنی زمان ،طول،سرعت و جابه جایی سنجیده شده بستگی به چهارچوب مرجع ناظری دارد که ان را می سنجد.پس باید تصور خود را از بعضی کمیتها مانند طول،زمان و سرعت تغییر بدهیم.(طول را میشود جابجایی در نظرگرفت).
پس طول و زمان و سرعت کمیتهایی نسبی هستند و سنجش انها بسته به چهارچوب مرجعی است که ناظر در ان قرار دارد.و طبق تبدیلات نسبیتی مقادیر سنجیده شده توسط ناظرها در چهارچوبهای متفاوت به هم مربوط می شود.
در مورد چهارچوبهایی که نسبت به هم شتاب دارند در قسمت مکانیک کلاسیک و نسبیت عام اینشتین توضیح داده ایم.
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
آیا بیان نسبیت عام همان تولید و القای جرم است؟
آیا نسبیت عام گرانش را به لختی تبدیل می کند؟
آیا نسبیت عام ماده و گرانش را با مختصات جایگزین می کند؟
آیا در نسبیت اینشتین مفهوم انفجار بزرگ هست؟
آیا نسبیت اینشتین انتقال سرخ گرانشی یا انبساط عالم را توضیح میدهد؟
آیا نسبیت اینشتین مال خودش هست یا مال لورنتس و ماخ و ....؟
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامهريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 1813
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!