Friday, December 12, 2014

•坂上中微子 sr01 information01 相对论与牛顿力学的不同之处:在相对论里,三维加速度不是绝对的, 让棍子的各个部分同步感受到一股相同的加速度——这是什么意思?这个的意思就是,只有追着棍子,骑在棍子上也好,或者你自己甘愿充当棍子的一小节也好,反正你得始终保持与棍子相对静止,才能看到棍子各处均匀受力的景象, 后端的加速累积,实际上比前端的加速累积要稍大,越靠后的位置积累的越多,所以致使后面的部分会稍稍撵上前面的部分一些,尺子奇迹般的缩短了

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谈谈狭义相对论下的加速尺缩和转动问题

1L度娘

为一根直棍营造特定环境,使棍子上各处同步受力加速,方向是沿着棍子摆放的方向,也就是说,让棍子的各个部分同步感受到一股相同的加速度。——那么,根据相对论,速度越快棍子就缩得越短,但是棍子是同步受力的,如何缩短?还是会被扯细甚至断裂?
我先给出答案:后端的加速累积,实际上比前端的加速累积要稍大,越靠后的位置积累的越多,所以致使后面的部分会稍稍撵上前面的部分一些,尺子奇迹般的缩短了。
什么?你不是说同步加速吗?是前端偷懒了,还是后端偷赶了?当我给出这么个看起来荒诞无稽,与一派胡言无二的解释之后,大家至少会比刚才有点精神了,是吧?

然后,很遗憾告诉你,棍子的确什么小动作都没做。如果你不能理解,原因很简单,你又忘了考察同时性了,这是相对论中老生常谈的一道门槛,静静的躺在那里,笑看着一个又一个的人绊倒又爬起。这就是原题里有一点写得虽然看似啰嗦但却很重要的一句:让棍子的各个部分同步感受到一股相同的加速度——这是什么意思?这个的意思就是,只有追着棍子,骑在棍子上也好,或者你自己甘愿充当棍子的一小节也好,反正你得始终保持与棍子相对静止,才能看到棍子各处均匀受力的景象。
这就是相对论与牛顿力学的不同之处:在相对论里,三维加速度不是绝对的。

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  • 2楼
  • 2012-07-27 22:25
    • 199321201呀呀.
      2012-7-27 21:18回复
    • 日耳曼狮王刚刚看相对论还没看懂的表示总是感觉只是外参考系看那根棒子,看上去缩短了,棒子实际上没有缩短。。。新手的观点很狭隘吧
      2012-8-7 07:10回复
    • 雷电骑兵回复 @日耳曼狮王 :实际上是指什么?
      2012-8-7 07:56回复
    • uukoo回复 雷电骑兵 :从棍子自己的参考系来看;或者脱离参考系,从客观的时空观点来看
      2012-12-25 17:15回复
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    然后呢?前后加速情况的差异是哪来的?
    呵呵,很简单嘛,差异肯定要由差异造成,这难道不是天经地义的吗?
    那么前和后的差异在哪?——别问了,都说出一对反义词了:前与后。你还记得洛伦兹变换关于时间变换的第四式里,拖着一个尾巴吧?——-ux/c^2。
    这个式子当中有一个x,这就意味着空间位置会影响到时刻的变换结果。相对论说,时空不可分割,你明白了吧?

    尺缩本身就是个由于空间延展引起的同时性效应,一个点是不会缩的,具有长度的东西才会收缩。当你骑着棍子飞驰,你觉得对你而言棍子各处在同一时刻的状态,放到被你已经甩得老远的观察者眼里,还是同一时刻吗?显然不是,-ux/c^2这一项告诉你,位置的靠前是要引起时刻的滞后的,这就造成了后端与前端的距离缩短,于是,尺缩了。
    所以,当棍子各处同步加速的时候,滞后就会随着速度的增大而积累,在不随动的观察者看来,后端就会随着速度的加快逐渐撵上前端,而且越接近光速追得越紧。
    反过来讲,如果你想让棍子的各部分在不随动观察者看来是同步加速的,那么变换到随动系里就会发现,前端需要的加速度实际上要比后端大一些,这种情况下,不随动的观察者会看到棍子长度没变,但实际上,棍子正在被拉伸。
    减速也是这样,火车过隧道的佯谬当中,如果把隧道前门关上,火车车长一看情况不妙,立即命令让整列火车全部同步急刹车防止事故,那么在地面上的观察者会看到什么?你会看到的是,车尾先减速,车头后减速,车也就从高速尺缩的状态恢复回来了。你隧道要是静长不如火车,那就别想同时关上前后两扇门了。

    以上是直线情况。古语云,木直中绳,輮以为轮,其曲中规,虽有槁曝,不复挺者,輮使之然也。现在把这根棍子弯成轮子,让它逐渐转起来,那么,转动系随着位置的变化也会造成时间提前或滞后的效应,你也该明白了吧?
    然后我撤去这个轮子告诉你:这实际上不是某个具体对象的运动造成的,是一种与坐标系选取挂钩的同时性效应。
    再然后,当我们让这个转动的速率保持恒定,加速度消失了吗?没有,因为转动本来就是有加速度的,加速累积造成时间差的效应依旧,由于这是时空本身的效应,因而这直接导致了一个表现就是光速的各向异性。由于广义相对论将相对性原理推广到了一般坐标系,因此光速取决于你所选用的钟和尺,所谓协变就是协它们的变,不变要通过协变来做到。

    目测科普贴~

    舞动青春,舞动奇迹! 浪漫邂逅,动出精彩!
    比用等效原理解释的好多了,这种问题就用等效原理纯属多余

    这个“同步加速”的定义值得推敲。微娘这里只是一种情况

    Rindler坐标的那种情况是微娘这个分析的一个例子。如果把“同步加速”的那个同步指定是在某个惯性系里的同步,情况又是另一种了

    看了半天。。。。。。。。。。。楼主你头像是谁啊

    角度切入的挺好,确实同时性在相对论中是个“百年”硬伤

    如果把直棍改为一等边直角三角尺,运动方向沿其中的一条直角边,那么这个三角尺会发生形变吗?

    相对论的尺缩效应和时间延缓效应推导过程谢谢

    你让棍子不”同步加速”试试看

    好科普,顶一下。微娘码字辛苦

    马克

    把这根棍子竖直放在地面上,底部受到的引力比顶部受到的引力大,就是这个意思。

    类似于您的问题我也思考过,但是我得出的结论与您不同。请问您能具体地推算一下在静止参照系S看来,一根原来静止的直棍经历了一个加速过程后以速度V做匀速直线运动,直棍两个端点的位置变化和距离变化吗?
    http://tieba.baidu.com/f?ct=335675392&tn=baiduPostBrowser&sc=29087285028&z=2152182397#29087285028

     

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