Re: [請益]相對論

[spencer90235 (-_-)]

※ 引述《pthsp96 (風飄心隨)》之銘言：
: [領域]相對論
: [來源]課堂間討論問題
: [題目]海上有一艘船,以定速度V前進,岸上的人看船,認為船的長度變短,質量變大
:       所以密度變大(假設V夠大),因此就下沉了,但船上的人,覺得船沒有改變,仍然
:       浮在水上,那誰說的是對的?
: [瓶頸]1.用狹相來看,物理現象都一樣,所以兩人看到的事情應該都一樣
:       2.該問題有牽扯到浮力,是否該用廣相來討論比較適當?


1.在靜止的地面座標系Ａ中 船體積變小 所以會下沉
2.船上座標系中Ｂ 觀察海的密度 變大 所以船會上浮

這兩種結論 都是對的 並沒有矛盾 從狹相解釋的話

重點在於哪個座標系中觀察

如果必須要"比較"  就必須位在同個座標系


如果將船的訊息傳遞至座標系Ａ 會發覺船正在下沉

而且所謂的下沉是指 與地面座標系Ａ中靜止還沒航行的船比較

如果將地面座標系Ａ(即海的座標系)傳遞至 船上座標系Ｂ

會發現船會漸漸上浮 而且這邊的上浮指的是

與"地面座標系Ａ靜止的船  轉換至船上座標系Ｂ"作比較



換句話說 一開始靜止於地面的船

在座標系Ｂ下其實已經是一艘高速移動的船

等到船啟動後　座標系Ｂ下其實反而船是靜止的!　

此時船的體積反而比一開始時大 所以會上浮

因此所謂的下沉 上浮

是指在自己各自的座標系下 船啟動前後狀態的改變

不能夠同時跨越2個座標系做比較
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 1.162.3.71
※ 編輯: spencer90235    來自: 1.162.3.71           (06/21 04:16)
→ pthsp96:從狹相來看,都在慣性座標系,兩種座標系是??
一個是在地面上的座標系
一個是在高速移動的座標系 在這個座標系中 靜止的船看起來卻是在高速移動
也就是所謂的相對運動
這兩種座標系都叫做慣性座標

→ pthsp96:不比較船從靜止到定速的過程,這已經不在慣性座標
慣性座標 並不一要跟著船的坐標系
縱使船在加速過程中 你還是可以在慣性座標系中觀察
而且所謂的長度收縮 就是與物體在與相對靜止時的座標系中比較長度
但我要表達的是
"靜止的船看起來卻是在高速移動 因此在B座標下這時體積反而是比較小的"

但關鍵就在於 你一定要經過個加速度的過程 才有辦法比較
高速移動中的船必須靜止下來 給地面觀察者A觀察 才比較得出來是浮是沉
或者在高速移動的慣性座標B中 地面必須"停"下來給船上的觀察者觀察
才能知道地平面是上升還是下降
為了把訊息從一個慣性座標 傳達給另一個慣性座標
這個加速度的過程給了不同的座標系不同的結果
這個跟雙生子謬論有點像 誰的年紀比較大
由在哪個慣性座標系中觀察而不同

→ pthsp96:狹相的重點不是在哪個座標系觀察,只要在慣性座標下,看到的
→ pthsp96:物理現象都一樣
這看不太懂 狹相不就是在不同的慣性坐標系觀察到不同的結果嗎
我想問你的物理現象指的是?
我的理解是 在不同慣性坐標系下 物理"定律"都相同
例如你在高速的火車上仍然會遵守動量守恆
真正的宇宙中分不清楚怎樣才是真正的靜止 地球也不是
但是我們所學的定律卻是適用在我們處的慣性坐標系

→ ren1072:在B慣性坐標系的觀察下水也是以相對高速運動的
沒錯 但是在A座標系中 如果船是從靜止>然後高速行駛
在B座標系船卻是 高速行駛>靜止
在B座標系中水的密度一直都沒變 變的是船從原本有長度收縮>原長
※ 編輯: spencer90235    來自: 140.112.102.181      (06/21 14:24)
※ 編輯: spencer90235    來自: 140.112.102.181      (06/21 14:27)
→ pthsp96:船上座標系中Ｂ 觀察海的密度 變大
→ pthsp96:在B座標系中水的密度一直都沒變(這兩句話在表達?)
→ pthsp96:如果問題變成,船從海上遠端定速經過岸邊,在A,B重疊那刻
→ pthsp96:那請問那時A看到什麼?B看到什麼?
→ pthsp96:sorry,現象講錯,是定律,感謝糾正
→ spencer90235:B座標系的海水密度 會比A座標系的海水密度來的大
→ spencer90235:但在B座標系中 無論船的靜止或移動 密度一直都是固定
→ spencer90235:的 如果船經過岸邊 觀察者在A 代表此船經歷過加速度
→ spencer90235:的過程 所以必須以A座標的地面觀察者為主 也就是看到
→ spencer90235:船下沉