一道相对论的速度变换问题
假设有一飞船以v=0.8c的速度在地球上方飞行 如果这时沿飞船速度方向抛出一物体(从飞船上抛出) 相对于飞船该物体的速度是0.9c问地面上的人看该物体的速度是多大?希望高手能帮助解答,谢谢
参考答案:设与地面相连结的参考系为S系
x轴的正方向沿飞船的速度方向
与飞船相连接的参考系为S系
由洛伦兹变换可导出相对论的速度变换公式(推导过程在你大学的书上面应该有的,这里我就不推了,记住推导后记得逆变换哦呵呵~)
然后将v=0.8c以及V'x=0.9c代入相对论速度变换公式(前已经推得) <!--x是下标-->
即可得该物体相对于地球上观察者的速度:
Vx=V'x+v/[1+￡(V'x/c)]=(0.9c+0.8c)/(1+0.8*0.9)
约等于0.99c
算到这里请注意. 0.99c<1c 所以它的速度仍小于光速
请不要从经典力学的概念去理解,根据相对论的看法,这结果是必然的.
为什么相对速度不可以超过光速呢?这个问题似乎我没见过明确的说明
这里给你解答一下
因为V'x=0.9c是S'系中的观察者用他的尺和钟测量到的速度
但对于S系(地面上)的观察者而言,飞船中的尺变短了,钟也变慢了,所以他认为S'系(飞船中)观察者测得的物体速度(0.9c)比原值大.
如果用地面上的尺子和钟测量该物体与飞船的相对速度只有0.99c-0.8c=0.19c
PS:似乎我在高3的物理书(人教版)上面见过相对速度合成公式,不过没有推导过程...在大学的书上应该有推导过程的...自己去看看吧..后面的都比较简单