Номер 3, страница 238 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Физика, 11 класс Учебник, авторы: Мякишев Генадий Яковлевич, Буховцев Борис Борисович, Чаругин Виктор Максимович, издательство Просвещение, Москва, 2019

Авторы: Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М.

Тип: Учебник

Серия: классический курс

Издательство: Просвещение

Год издания: 2019 - 2025

Уровень обучения: базовый и углублённый

Цвет обложки: синий

ISBN: 978-5-09-087659-9

Допущено Министерством просвещения Российской Федерации

Популярные ГДЗ в 11 классе

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 63. Основные следствия из постулатов теории относительности. Глава 8. Элементы теории относительности - номер 3, страница 238.

№3 (с. 238)
Условие. №3 (с. 238)
скриншот условия
Физика, 11 класс Учебник, авторы: Мякишев Генадий Яковлевич, Буховцев Борис Борисович, Чаругин Виктор Максимович, издательство Просвещение, Москва, 2019, страница 238, номер 3, Условие

3. В инерциальной системе отсчёта свет распространяется в вакууме со скоростью $c$. В некоторой системе отсчёта с одинаковыми скоростями $v$ движутся навстречу друг другу две светящиеся кометы. Скорость света, испущенного первой кометой, в системе отсчёта, связанной с другой кометой, равна

1) $c$

2) $c + v$

3) $c + 2v$

4) $2c + v$

Решение. №3 (с. 238)
Физика, 11 класс Учебник, авторы: Мякишев Генадий Яковлевич, Буховцев Борис Борисович, Чаругин Виктор Максимович, издательство Просвещение, Москва, 2019, страница 238, номер 3, Решение
Решение 2. №3 (с. 238)

3. Решение:

Данная задача решается на основе второго постулата специальной теории относительности (СТО), который является одним из её фундаментальных принципов.

Второй постулат СТО (принцип постоянства скорости света) гласит, что скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчёта (ИСО) и не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя. Эта скорость всегда равна $c$.

В условии задачи:
1. Источником света является первая комета.
2. Наблюдатель (то есть система отсчета, в которой производится измерение) связан со второй кометой.

Поскольку обе кометы движутся с постоянными скоростями, система отсчета, связанная со второй кометой, является инерциальной. Согласно второму постулату СТО, наблюдатель на второй комете, измеряя скорость света, испущенного первой кометой, получит значение, равное в точности $c$.

Относительная скорость комет и направление их движения не влияют на измеряемую скорость света. Варианты ответов, содержащие сложение скоростей ($c+v$ или $c+2v$), основаны на классическом законе сложения скоростей Галилея, который является лишь приближением для скоростей, много меньших скорости света, и неприменим в данном случае.

Для формального доказательства можно использовать релятивистский закон сложения скоростей. Пусть лабораторная ИСО — это система $K$. Выберем ось $Ox$ так, чтобы первая комета двигалась со скоростью $v_1 = v$, а вторая — навстречу ей со скоростью $v_2 = -v$. Свет, испущенный первой кометой в сторону второй, будет иметь в системе $K$ скорость $u = -c$.

Перейдем в систему отсчета $K'$, связанную со второй кометой. Эта система $K'$ движется относительно системы $K$ со скоростью $V = v_2 = -v$. Скорость света $u'$ в системе $K'$ находится по релятивистской формуле преобразования скоростей:
$u' = \frac{u - V}{1 - \frac{uV}{c^2}}$

Подставим наши значения $u = -c$ и $V = -v$:
$u' = \frac{-c - (-v)}{1 - \frac{(-c)(-v)}{c^2}} = \frac{v - c}{1 - \frac{vc}{c^2}} = \frac{-(c - v)}{1 - \frac{v}{c}} = \frac{-(c - v)}{\frac{c - v}{c}} = -c \cdot \frac{c - v}{c - v} = -c$

Скорость является модулем (величиной) вектора скорости, поэтому искомая скорость света равна $|u'| = |-c| = c$.

Таким образом, результат полностью подтверждает второй постулат СТО.

Ответ: $c$.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения номер 3 расположенного на странице 238 к учебнику серии классический курс 2019 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №3 (с. 238), авторов: Мякишев (Генадий Яковлевич), Буховцев (Борис Борисович), Чаругин (Виктор Максимович), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.