Решён
Что будет если в поезде мчащемся с околосветовой скоростью пробежит человек?

КвантовыйКот • Физика •
16.7k
7

Допустим поезд летит со скоростью 0.9 скорости света. Человек внутри бежит по направлению движения со скоростью 20 км/ч относительно вагона.

По классической механике его скорость относительно земли должна быть 0.9с + 20 км/ч, то есть чуть больше чем у поезда. Но ведь ничто не может двигаться быстрее света?

Как это работает в теории относительности? Скорости не складываются линейно?

Скорость светаСТОТеория относительностиФизикаЭйнштейн

7 ответов

Лучшие Новые Старые
Решение
156
Участник • 4 ответа

Ты прав, в СТО скорости складываются не линейно. Используется релятивистская формула сложения скоростей:

V = (v1 + v2) / (1 + v1*v2/c^2)

Где v1 - скорость поезда относительно Земли, v2 - скорость человека относительно поезда, c - скорость света.

Подставляем: v1 = 0.9c, v2 = 20 км/ч (это примерно 0.00000002c, можно считать пренебрежимо малой величиной).

В знаменателе будет 1 + 0.9c * 0.00000002c / c^2 = 1.000000018

Результат получится чуть меньше чем простая сумма 0.9с + 20 км/ч. Человек для наблюдателя на Земле будет двигаться быстрее поезда, но все равно медленнее света.

Чем ближе скорости к световой, тем сильнее "сжимается" результат сложения. Даже если два объекта летят навстречу друг другу со скоростью 0.9с каждый, их относительная скорость будет не 1.8с, а примерно 0.994с.

Аватар Марина Белова
Марина Белова

Не вселенная подкручивает, а наша интуиция врет. Пространство-время устроено так изначально, просто на малых скоростях мы этого не замечаем

Аватар КвантовыйКот
КвантовыйКот Автор

Обалдеть, то есть вселенная как будто специально "подкручивает" математику чтобы ничего не превысило с? Это же нереально красиво

85
Участник • 5 ответов

Если совсем на пальцах: представь что скорость света это не просто очень большое число, а фундаментальное свойство пространства-времени. Типа как "бесконечность" в математике.

Сколько ни прибавляй к бесконечности, получишь бесконечность. Со скоростью света похоже: сколько ни складывай скорости, выше с не выпрыгнешь. Формула сложения скоростей как раз это и обеспечивает.

А еще прикол: для человека в поезде время течет медленнее чем для наблюдателя на Земле. Поэтому его "20 км/ч" для земного наблюдателя выглядят иначе.

23
Эксперт • 5 ответов

Хороший вопрос для начала изучения СТО. Рекомендую канал PBS Space Time на ютубе, там есть целая серия видео про релятивистские эффекты с визуализациями. На русском можно глянуть "Физика от Побединского"

68
Эксперт • 1 ответ

Кстати забавный факт: если человек в поезде включит фонарик по направлению движения, свет от фонарика для земного наблюдателя будет лететь ровно со скоростью с. Не 0.9с + с, а просто с. Скорость света одинакова во всех системах отсчета, это один из постулатов СТО.

12
Участник • 4 ответа

а человек вообще сможет бежать при таких скоростях? его же размажет по задней стенке вагона при разгоне

31
Участник • 2 ответа

Это мысленный эксперимент, тут предполагается что поезд уже летит с постоянной скоростью. При равномерном движении внутри поезда ты вообще не чувствуешь скорости, можно хоть прыгать

4
Участник • 5 ответов

вспомнил как в школе учитель физики говорил что эйнштейн все выдумал и теория относительности не работает)) хорошо что в универе нормально объяснили

Написать ответ

Визуальный редактор (WYSIWYG)
Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Или войдите в систему
Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.