Εκφώνηση: Από διαστημόπλοιο εκτοξεύεται πύραυλος στη διεύθυνση της κίνησής του. Σε ποια περίπτωση η ταχύτητα του πυραύλου για έναν παρατηρητή στη Γη είναι μεγαλύτερη. α) Αν το διαστημόπλοιο κινείται ή β) Αν το διαστημόπλοιο είναι ακίνητο ως προς τη Γη;
Σκέψη: Αν ο πύραυλος εκτοξεύεται με ταχύτητα u' ως προς το διαστημόπλοιο και το διαστημόπλοιο κινείται με u ως προς τη Γη, η ταχύτητα του πυραύλου ως προς τη Γη δίνεται από τον μετασχηματισμό ταχυτήτων Lorentz.
Λύση:
Απάντηση: Στην περίπτωση (α). Όταν το διαστημόπλοιο κινείται, η ταχύτητα του πυραύλου ως προς τη Γη είναι υ = (u' + u)/(1 + u'u/c²), μεγαλύτερη από την ταχύτητα u' που θα είχε αν το διαστημόπλοιο ήταν ακίνητο. Δεν ισούται όμως με το άθροισμα u' + u, όπως στην κλασική Φυσική, και δεν ξεπερνά ποτέ την ταχύτητα του φωτός.
Πρόσεξε:
Εκφώνηση: Να απαντήσετε στην προηγούμενη ερώτηση αν αντικαταστήσετε τον πύραυλο με ένα φωτεινό παλμό.
Σκέψη: Σύμφωνα με το 2ο αξίωμα, η ταχύτητα του φωτός είναι ίδια σε όλα τα αδρανειακά συστήματα, ανεξάρτητα από την κίνηση της πηγής.
Λύση:
Απάντηση: Ο φωτεινός παλμός έχει ως προς τη Γη την ίδια ταχύτητα c και στις δύο περιπτώσεις, είτε το διαστημόπλοιο κινείται είτε είναι ακίνητο. Αυτό προκύπτει από το 2ο αξίωμα της σχετικότητας και επιβεβαιώνεται από τον μετασχηματισμό ταχυτήτων Lorentz: (c + u)/(1 + u/c) = c.
Εκφώνηση: Δύο πύραυλοι A και B ταξιδεύουν σε αντίθετες κατευθύνσεις με ταχύτητες 0,8c και 0,6c, αντίστοιχα, ως προς τη Γη. Ποια η ταχύτητα του πυραύλου A ως προς το αδρανειακό σύστημα του πυραύλου B;
Σκέψη: Παίρνουμε θετική φορά την κατεύθυνση του A: υ_A = +0,8c, υ_B = −0,6c. Η ταχύτητα του A στο σύστημα του B (που κινείται με u = υ_B ως προς τη Γη) δίνεται από τον μετασχηματισμό ταχυτήτων Lorentz υ' = (υ − u)/(1 − υu/c²).
Λύση:
Απάντηση: Η ταχύτητα του πυραύλου A ως προς το σύστημα του πυραύλου B είναι υ' ≈ 0,946c, μικρότερη από c (και όχι 1,4c, όπως θα έδινε η κλασική πρόσθεση).
Πρόσεξε:
