СМОТРИ ПРИКРЕПЛЕННЫЙ ФАЙЛ!! Тест на тему: «Основы специальной теории относительности»
I вариант.
1. Тело (космический корабль) движется со скоростью 0,95 с. При этом его продольные размеры… а) увеличиваются б) уменьшаются с) не изменяются
2. Время жизни заряженных частиц, покоящихся относительно ускорителя, равно . Чему равно время жизни частиц, которые движутся в ускорителе со скоростью 0,6 с?
1) 2) 3) 4)

3. Проводится расчет
А) энергии элементарной частицы, летящей с околосветовой скоростью
Б) мощности ядерного реактора В) мощности реактивного двигателя
Использование понятий или формул СТО требуется только
1) в случае А 2) в случае Б 3) в случае В 4) в случае А и Б
4. Частица, испущенная из космического корабля движется со скоростью v1. относительно корабля. Скорость космического корабля v. Чему равна скорость частицы v2 относительно Земли? v и v1 близки к скорости света.

5. Сколько времени свет идет от Земли до Плутона? Расстояние от Земли до Плутона 5,9 млрд. км. ответ округлите до целых а) 20 с б) 2000 с с) 2*104 с д) 2*105 с
6. Чему равна масса тела, движущегося со скоростью 0,8 с. Масса покоящегося тела 6 кг. а) 10 кг б) 6 кг с) 4,8 кг д) 3,6 кг

1. Тело (космический корабль) движется со скоростью 0,95 с. При этом его продольные размеры… а) увеличиваются б) уменьшаются с) не изменяются

Ответ: В соответствии с основами специальной теории относительности, при приближении к скорости света продольные размеры тела уменьшаются. Таким образом, правильный ответ - б) уменьшаются.

2. Время жизни заряженных частиц, покоящихся относительно ускорителя, равно . Чему равно время жизни частиц, которые движутся в ускорителе со скоростью 0,6 с?

Ответ: В соответствии с теорией относительности, время жизни заряженных частиц изменяется в зависимости от их скорости. Формула для вычисления времени жизни частиц в ускорителе можно записать в следующем виде:

t' = t / γ,

где t' - время жизни частиц в ускорителе,
t - время жизни частиц в покое,
γ - гамма-фактор, определяемый формулой:

γ = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2),

где v - скорость частицы в ускорителе,
c - скорость света.

Зная время жизни частиц в покое t = , и скорость частицы в ускорителе v = 0,6 с, мы можем использовать эти значения в формуле, чтобы вычислить время жизни частиц в ускорителе:

γ = 1 / sqrt(1 - (0,6^2/с^2)) = 1 / sqrt(1 - 0,36/с^2) = 1 / sqrt(0,64/с^2) = 1 / (0,8/с) = с / 0,8.

Теперь мы можем подставить значение времени жизни частиц в покое и γ в формулу:

t' = / (с / 0,8) = x (0,8/с) = .

Округляя результат до разумного количества значащих цифр, получаем: t' = .

Таким образом, время жизни частиц, движущихся в ускорителе со скоростью 0,6 с, равно (ответ 3).

3. Проводится расчет
А) энергии элементарной частицы, летящей с околосветовой скоростью
Б) мощности ядерного реактора В) мощности реактивного двигателя
Использование понятий или формул СТО требуется только
1) в случае А 2) в случае Б 3) в случае В 4) в случае А и Б

Ответ: В случае проведения расчёта энергии элементарной частицы, летящей с околосветовой скоростью, необходимо использовать понятия и формулы специальной теории относительности (СТО), поэтому правильный ответ - 1) в случае А.

4. Частица, испущенная из космического корабля движется со скоростью v1. относительно корабля. Скорость космического корабля v. Чему равна скорость частицы v2 относительно Земли? v и v1 близки к скорости света.

Ответ: В соответствии с СТО, скорость частицы относительно Земли можно найти с использованием формулы сложения скоростей:

v2 = (v1 + v) / (1 + v1v/c^2),

где v2 - скорость частицы относительно Земли,
v1 - скорость частицы относительно космического корабля,
v - скорость космического корабля,
c - скорость света.

Учитывая, что v и v1 близки к скорости света, можно пренебречь их квадратами и записать формулу в более простом виде:

v2 ≈ (v1 + v) / (1 + v1/c).

Таким образом, чтобы найти скорость частицы относительно Земли, нужно знать значения скорости частицы относительно корабля (v1) и скорости космического корабля (v). Но эти значения не указаны в задании, поэтому мы не можем вычислить ответ.

5. Сколько времени свет идет от Земли до Плутона? Расстояние от Земли до Плутона 5,9 млрд. км. ответ округлите до целых а) 20 с б) 2000 с с) 2*10^4 с д) 2*10^5 с

Ответ: Для решения этой задачи мы можем использовать связь между расстоянием, временем и скоростью, известную как формула времени:

t = d / v,

где t - время,
d - расстояние,
v - скорость.

В данном случае, свет движется со скоростью света c (приблизительно 299 792 км/с), а расстояние от Земли до Плутона составляет 5,9 млрд. км (5,9 x 10^9 км).

t = (5,9 x 10^9 км) / (299 792 км/с) ≈ 1,9664 x 10^4 с.

Округляя до целых, получаем ответ: t ≈ 2 x 10^4 с (ответ с).

6. Чему равна масса тела, движущегося со скоростью 0,8 с. Масса покоящегося тела 6 кг. а) 10 кг б) 6 кг с) 4,8 кг д) 3,6 кг

Ответ: В соответствии с СТО, масса тела, движущегося со скоростью близкой к скорости света, также изменяется. Формула, описывающая изменение массы, называется формулой Лоренца:

m' = m / γ,

где m' - масса движущегося тела,
m - масса покоящегося тела,
γ - гамма-фактор, определяемый формулой:

γ = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2),

где v - скорость тела,
c - скорость света.

Учитывая, что v = 0,8 с и c = 1 с (по определению скорости света), можно записать:

γ = 1 / sqrt(1 - 0,8^2/1^2) = 1 / sqrt(1 - 0,64) = 1 / sqrt(0,36) = 1 / 0,6 = 5/3.

Теперь можно использовать этот результат в формуле Лоренца:

m' = (6 кг) / (5/3) = (6 кг) x (3/5) = 18/5 кг ≈ 3,6 кг.

Таким образом, масса тела, движущегося со скоростью 0,8 с, составляет около 3,6 кг (ответ д).