Založ si blog

Rýchlosť dráha čas

V minulom blogu som načrtol jednu dôležitú vec, nič nemôže ísť rýchlejšie ako svetlo. Ale ako potom spočítať rýchlosti tak aby to vyhovovali čo sme sa učili v škole aj pri rýchlosti častíc v urýchľovačoch.

Posledný blog bol ťažší na pochopenie skúsim niektoré veci ohľadom rýchlosti vysvetliť. Vzťahy medzi vzdialenosťou rýchlosťou a časom odvodil Galileo, nazývajú sa tzv. galileové transformácie. Základné vzťahy sú, priemerná rýchlosť je dráha ktorú prejde bod za určitý čas. Vzťah je v=x/t. v je rýchlosť, x dráha a t je čas. S týchto vzťahov si môžeme odvodiť ďalšie vzťahy. x´=x-v*t, vzdialenosť na dráhe ktorú prešiel bod je rýchlosť * čas, v*t. Ak si túto vzdialenosť odrátam od dráhy x tak mi vychádza vzdialenosť ktorá je rozdielom celkovej dráhy x a vzdialenosti v*t označená x´, dráha ktorú ešte musí bod prejsť aby dosiahol koniec dráhy. To isté bude platiť aj naopak rozdiel dráhy + dráha ktorú prešiel bod v*t sa bude rovnať celkove dráhe x. Vzťah je x=x´+v*t. ak by sme vydelili rovnicu časom t vychádzajú nám rýchlosti. Označíme si ich x/t=u, x´/t=u´. Môžeme si všimnúť že nám vznikol vzťah na sčítanie rýchlostí. u=u´+v.

Súčet rýchlostí je obyčajný algebraicky súčet. Ako môžeme chápať súčet rýchlostí. Som vo vagóne a idem určitou rýchlosťou v smere jazdy vagónu moja celková rýchlosť u voči okoliu vonku bude súčet rýchlosťou ktorou idem a rýchlosťou vagónu v . Keď pôjdem proti smeru pohybu vagónu tak je rýchlosť –u. Moja rýchlosť voči okoliu bude menšia u=v-u´. Tak isto sa rýchlosti sčítajú keď pôjdem na koľajniciach voči vlaku. Ja budem vidieť rýchlosť u=u´+v. keď ale pôjdem v smere pohybu vlaku na koľajniciach tak výsledná rýchlosť bude u=v-u´. ak bude rýchlosť u´ väčšia ako v znamená že ma vlak nedobehol. Rozdiel rýchlostí bude záporný. Ale predstavme si družicu woyger ktorá vysiela signál oproti slnku a jej rýchlosť je okolo 67 km/s. Elektromagnetická vlna z radaru družice by sa musela šíriť väčšou rýchlosťou ako rýchlosť svetla vo vákuu. nie je to možné s toho dôvodu že vákuum kladie elektromagnetickej vlne určitý vlnový odpor aj vo vákuu. Spomínal som v mimulom článku že rýchlosti ionov olova v urýchľovači LHC dosahujú 0,9c. c je rýchlosť svetla vo vákuu 299 792 458 m/s. V tom prípade musíme do výpočtu pre súčet rýchlostí zakomponovať rýchlosť svetla vo vákuu

Vzťah x´=x-v*t si vyjadríme tak že dráha x nemôže byť menšia ako c*t. Potom vzorec má hodnotu x´=c*t-v*t. Vydelením rovnice c získame nový vzťah pre čas t´=t-(v*t/c).  Úpravou vzorca získame t´=t-v*x/c²´. t´ je čas ktorý platí pre bod ktorý je v pohybe vzhľadom na čas t ktorý je na sústave ktorá stojí. Keby sme do rovnice pre rýchlosť u´=Δx´/Δt´ vložili rovnice pre a máme (Δx-v*Δt)/(Δt-v*Δx/c²)=Δx´/Δt´, prepíšeme na rýchlosť máme u´=(x-v*t)/(t-v*x/c²). Po vykrátení časom t a následnou úpravou Δx/Δt=u dostávame u´=((x/t)-v))/((1-((x/t)*v))/c² => u´=u-v/((1-(u*v)/c². Podobne pre súčet rýchlosí bude u=((x´/t´)+v))/((1+((x´/t´)*v))/c² =>u=u´+v/((1+(u´*v)/c². Znak Δ znamená okamžitá zmena hodnoty. Okamžitá rýchlosť je zmena dráhy na zmene času Δx/Δt.  Mnohí si povedia no hej matematicky to vychádza ale čo prakticky, ono to bolo opačne najprv bolo prakticky až potom matematicky odvodené.

Galileové transformácie upravil holandský fyzik Lorentz, podľa neho sú pomenované tzv. Lorentzové transformácie.

Upravil ich tak že odvodil konštantu do rovníc. rovnice mali tvar x´=k(x-v*t), x=k(x´+v*t´), t´=k*(t-x*v/c², t=k(t´+v*x´/c².

Konštantu priamo odvodil z rovnice x=k(x´+v*t´). dosadením za x´ a t´ dostaneme k(k(x-v*t)+k((t-(x*v)/c²))*v. roznásobením a spočítaním dostávame x=k²*x(1-v²/c²). Vydelením x dostávame 1=k²(1-v²/c²). S toho jednoduchou úpravou dostávame výsledný vzorec k=1/√(1-v²/c²). Nazýva sa to lorentzov faktor, resp gamafaktor, značený γ

Vidíme že hodnota gama faktoru bude sa zvyšovať pri rýchlosti objektu. Rovnice môžeme napísať x´=x-v*t/√(1-v²/c²),

x=(x´+v*t´)/√(1-v²/c²), t´=((t-x*(v/c²))/√(1-v²/c²), t=((t´+(v*x´/c²))/(((1-(v²/c²)). Pre časy sa matematickou úpravou bude t´=t-x*v/c² tam je vzorec taký istý ako bez gamafaktoru.

Čo nám to hovorí, čím budem sa pohybovať rýchlejšie voči sústave odkiaľ som išiel bude čas pre mňa plynúť pomalšie ale vzdialenosti sa budú predlžovať, budem mať tyč v ruke tá bude pri rýchlosti sa zväčšovať.

Zatiaľ iba toľko chcem potom dokončiť blog o hmotnosti a rýchlosti a toto je potrebné pre výpočet rýchlostí. Tu už začínajú dilatácie dĺžok a času, to je už začiatok teórie relativity.

Budem rád keď tam budú reakcie na môj článok. Politické blogy sú mi trochu odporné je tam viac zla ako rozumu, preto píšem také nezaujímavé blogy dufajúc že si to rád niekto prečíta.

Newtonové jablká III

19.05.2017

Najväčšiu zásluhu Newton mal pri vytvorení gravitačného zákona. Zásadné zistenie bolo, že telesá majú zrýchlenie počas pádu. To znamená, že bude na ne pôsobiť počas pádu konštantná viac »

Newtonové jablká II

11.05.2017

Na konci predchadzajúceho článku som spomenul kinetickú energiu. Čo je to vlastne energia vo fyzike. V normálnej hovorovej reči môžeme povedať ten má energiu. To isté bude platiť vo fyzike, viac »

Newtonové jablká

11.04.2017

Trochu začnem od počiatkov modernej fyziky. Anglický fyzik a matematik Izak Newton matematicky popísal na základe svojich meraní aj Galileových meraní pohybov planét, základné zákony mechaniky viac »

Pri výbere detskej autosedačky je kľúčová výška, nie vek dieťaťa

Dieťaťu ide v rozpálenom aute o sekundy

25.06.2017 13:00

S nárastom teplôt stúpa aj počet výjazdov ku kolabujúcim ľuďom, medzi ktorými prevládajú staršie ročníky a deti. Odborníci varujú aj pred ďalším nebezpečenstvom letných dní – rodičia, ktorí nechávajú svoje deti v autách odparkovaných na priamom slnku, si koledujú o tragédiu.

pivo  Belgicko

Sladkosť prebíja horkosť. Pivovary už nevyrábajú len pivo

25.06.2017 13:00

Chute spotrebiteľov 21. storočia sa zmenili. Ako sa vyvíja súboj klasickej horkej chuti so sladkou, ktorá atakuje spotrebiteľa nielen v moderných pivných nápojoch, hovorí pre Pravdu Odin Goedhart, generálny riaditeľ Heineken Slovensko.

Andrej Babiš

Babiš necíti podiel viny na koaličnej kríze

25.06.2017 12:40

Šéf hnutia ANO a podnikateľ slovenského pôvodu Andrej Babiš hovoril o odchode z postu ministra financií ČR aj nadchádzajúcich parlamentných voľbách v Česku.

pivo

Pivné korunky sú obrazom slovenskej chuti

25.06.2017 12:00

Raz do roka sa zíde elita slovenských degustátorov piva, aby vybrali najlepšie pivá. Ak na samom začiatku bola súťaž záležitosťou klasických pivovarov, už niekoľko rokov sú jej ozdobou malé pivovary.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 94
Celková čítanosť: 159850x
Priemerná čítanosť článkov: 1701x

Autor blogu

Kategórie