第十章习题1010-1.一观察者测得运动着的米尺长0
5m,问此尺以多大的速度接近观察者
解:由动尺缩短公式,可得10-2.在参考系中,一粒子沿直线运动,从坐标原点运动到了处,经历时间为,试计算该过程对应的固有时
解:以粒子为系,利用有:
10-3.长度的米尺静止于系中,与′轴的夹角=30°,系相对系沿轴运动,在系中观测者测得米尺与轴夹角为45°
试求:(1)系和系的相对运动速度
(2)系中测得的米尺长度
解:(1)米尺相对静止,它在轴上的投影分别为:,
米尺相对沿方向运动,设速度为,对系中的观察者测得米尺在方向收缩,而方向的长度不变,即:,故:
把及代入,则得:,故:(2)在系中测得米尺长度为
110-4.一门宽为,今有一固有长度(>)的水平细杆,在门外贴近门的平面内沿其长度方向匀速运动
若站在门外的观察者认为此杆的两端可同时被拉进此门,则该杆相对于门的运动速率至少为多少
解:门外观测者测得杆长为运动长度,,当时,可认为能被拉进门,则:解得杆的运动速率至少为:10-5.两个惯性系中的观察者和以0
6c(c表示真空中光速)的相对速度相互接近,如果测得两者的初始距离是20m,则测得两者经过多少时间相遇
解:测得相遇时间为:测得的是固有时:∴,或者,测得长度收缩:10-6.一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行.如果宇航员希望把这路程缩短为3光年,则他所乘的火箭相对于地球的速度是多少
解:∴10-7.从系观察到有一粒子在时由处以速度沿方向运动,后到达点,如在系(相对系以速度沿方向运动)观察,粒子出发和到达的时空坐标各为多少
(时,与的原点重合),并算出粒子相对系的速度
2解:利用洛仑兹变换:,,考虑到,有:;;;;
10-8.1000m的高空大气层中产生了一个π介子,以速度飞向地球,假定该π介子在其自身的静止参照系中的寿命等于其平均寿命,试分别从下面两个角度,即地面上观测者相对