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

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

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)

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: $c$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы 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.