Terjemahan Latihan 1 Beiser 1l3l41

1.1Relativitas Khusus 1. Jika kecepatan cahaya yang lebih kecil dari itu (3 x 10 8 m/s) , fenomena relativitas akan lebih atau kurang mencolok dari yang ada sekarang? 2. Hal ini dimungkinkan untuk berkas elektron dalam tabung gambar televisi bergerak di layar dengan kecepatan lebih cepat dari kecepatan cahaya. Mengapa hal ini tidak bertentangan relativitas khusus? Jawaban : Boleh saja ada yang lebih cepat dari c, yang tidak boleh adalah adanya sinyal atau kuantitas fisis seperti partikel atau gelombang yang memiliki kecepatan lebih dari c. untuk kasus ini yang merambat bukanlah sinyal tetapi rambat berkas elektron dalam tabung televisi BUKAN elektron itu sendiri. Kecepatan dari elektron itu sendiri lebih kecil dari v. Yang dimaksud disini adalah rambat berkas jadi titik-titik di tabung televisi bergerak dari kiri ke kanan lalu kebawah loyar. Rambat berkas bukanlah sinyal fisis jadi tidak melanggar prinsip relativitas. 1.2 Dilatasi Waktu 3. Seorang atlet telah belajar cukup fisika tahu bahwa jika ia mengukur dari bumi interval waktu pada pesawat ruang angkasa bergerak, apa yang dia temukan akan lebih besar dari apa yang orang di pesawat ruang angkasa akan mengukur. Karena itu ia mengusulkan untuk mengatur dunia record untuk 100-m lari dengan memiliki waktu yang diambil oleh pengamat pada pesawat ruang angkasa bergerak. Apakah ini ide yang baik? 4. Seorang pengamat pada pesawat ruang angkasa yang bergerak di 0.700c relatif terhadap bumi menemukan bahwa mobil membutuhkan 40,0 menit untuk melakukan perjalanan. Berapa lama tidak perjalanan turun ke pengemudi mobil? 5. Dua pengamat, A di bumi dan B dalam pesawat ruang angkasa yang kecepatan adalah 2,00? 108 m/s, baik mengatur jam tangan mereka untuk waktu yang sama ketika kapal ini mengikuti bumi. (A) Berapa banyak waktu harus dilalui oleh perhitungan A sebelum jam tangan berbeda dengan 1.00 s? (B) Untuk A, arloji B tampaknya berjalan lambat. Untuk B, tidak A menonton tampak berjalan cepat, berjalan lambat, atau menyimpan waktu yang sama seperti arlojinya sendiri? 6. Sebuah pesawat terbang di 300 m / s (672 mil / jam). Berapa lama harus dilalui sebelum jam di pesawat dan satu di tanah berbeda dengan 1.00 s? 7. Seberapa cepat harus perjalanan pesawat ruang angkasa relatif terhadap bumi untuk setiap hari pada pesawat ruang angkasa untuk sesuai dengan 2 d di bumi? 8. Apollo 11 pesawat ruang angkasa yang mendarat di bulan pada tahun 1969 berwisata ada pada kecepatan relatif terhadap bumi 1,08? 104 m / s. Untuk seorang pengamat di bumi, berapa lama lagi daripada hari sendiri adalah hari di pesawat ruang angkasa? 9. Sebuah partikel tertentu memiliki masa 1.00? 10? 7 s ketika diukur saat istirahat. Seberapa jauh pergi sebelum membusuk jika kecepatan adalah 0.99c ketika dibuat? 1.3 Efek Doppler 10. Sebuah pesawat ruang angkasa surut dari bumi di 0.97c mentransmisikan data pada tingkat 1,00? 104 pulsa / s. Pada tingkat apa yang mereka terima?

11. Sebuah galaksi di konstelasi Ursa Major sudah surut dari bumi pada 15.000 km / s. Jika salah satu dari panjang gelombang karakteristik cahaya galaksi memancarkan adalah 550 nm, apa yang sesuai panjang gelombang diukur oleh para astronom di bumi? 12. Frekuensi garis spektral cahaya dari jauh galaxy ditemukan menjadi dua pertiga sebagai besar sebagai orang-orang yang sama baris dalam cahaya dari bintang di dekatnya. Menemukan kecepatan resesi galaksi yang jauh. 13. Sebuah pesawat ruang angkasa surut dari bumi memancarkan gelombang radio pada frekuensi konstan 109 Hz. Jika penerima di bumi bisa mengukur frekuensi ke hertz terdekat, apa pesawat ruang angkasa kecepatan bisa perbedaan antara relativistik dan klasik efek doppler terdeteksi? Untuk efek klasik, menganggap bumi adalah stasioner. 14. Sebuah mobil bergerak pada 150 km / h (93 mil / jam) mendekati stasioner mobil polisi yang radar detektor kecepatan beroperasi pada frekuensi dari 15 GHz. Apa perubahan frekuensi ditemukan oleh detektor kecepatan? 15. Jika sudut antara arah gerakan dari sumber cahaya dari frekuensi? 0 dan arah dari itu untuk pengamat adalah?, yang frekuensi ? pengamat menemukan diberikan oleh RUMUS di mana? adalah kecepatan relatif dari sumber. Menunjukkan bahwa formula ini termasuk pers. (1,5) ke (1,7) sebagai kasus khusus. 16. (a) Tunjukkan bahwa kapan? ?? c, rumus untuk efek doppler baik dalam cahaya dan suara untuk pengamat mendekati sumber, dan sebaliknya, semua mengurangi ke? ? ? 0 (1? ?? C), sehingga ???? ? ?? C. [Petunjuk: Untuk x ?? 1, 1? (1? X)? 1? x.] (b) Apa melakukan formula untuk pengamat surut dari sebuah sumber, dan sebaliknya, mengurangi ketika? ?? c? 1.4 Panjang Kontraksi 17. Sebuah astronot yang tingginya di atas bumi ini persis 6 ft berbohong sejajar dengan sumbu dari pesawat ruang angkasa yang bergerak di 0.90c relatif terhadap bumi. Apa tinggi badannya yang diukur oleh pengamat di pesawat ruang angkasa yang sama? Oleh pengamat di bumi? 18. Sebuah astronot berdiri di paralel pesawat ruang angkasa ke arahnya gerak. Seorang pengamat di bumi menemukan bahwa pesawat ruang angkasa kecepatan 0.60c dan astronot adalah 1,3 m. Apa astronot tinggi yang diukur dalam pesawat ruang angkasa? 19. Berapa banyak waktu melakukan meteran tongkat bergerak di 0.100c relatif pengamat mengambil untuk lulus pengamat? Meteran tongkat sejajar untuk arah gerak. 20. Sebuah tongkat meteran bergerak terhadap pengamat hanya muncul

500 mm panjang kepadanya. Apa kecepatan relatif? Berapa lama dibutuhkan untuk lulus nya? Meteran tongkat sejajar dengan arah nya gerakan. 21. Sebuah antena pesawat ruang angkasa adalah pada sudut 10 ° relatif terhadap sumbu pesawat ruang angkasa. Jika pesawat ruang angkasa bergerak menjauh dari bumi dengan kecepatan 0.70c, apa sudut antena seperti yang terlihat dari bumi?