ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

6.1 Ποιο ήταν το συμπέρασμα από το πείραμα των Michelson και Morley, για την ταχύτητα του φωτός;

6.2 Συμπληρώστε τις προτάσεις:
Σύμφωνα με το πρώτο αξίωμα της θεωρίας της σχετικότητας οι νόμοι της φυσικής είναι…………….. σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Σύμφωνα με το δεύτερο αξίωμα η ταχύτητα …………… είναι……………………..σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς.

6.3 Συγκρίνετε τα αποτελέσματα που λαμβάνονται για μετρήσεις μήκους και χρόνου από παρατηρητές σε συστήματα αναφοράς των οποίων η σχετική ταχύτητα είναι c. Με ποια έννοια, από την άποψη αυτή, το c γίνεται οριακή ταχύτητα;

6.4 Η χρονική διάρκεια ενός φυσικού φαινομένου στο αδρανειακό σύστημα Σ είναι Δt. Η χρονική διάρκεια Δt' του ίδιου φαινομένου, όταν αυτό παρατηρείται από το αδρανειακό σύστημα Σ' το οποίο κινείται ως προς το πρώτο με ταχύτητα u συγκρίσιμη με την ταχύτητα του φωτός, είναι
α) ίση με Δt; β) μεγαλύτερη από Δt; γ) μικρότερη από Δt;
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση.

6.5 Ένας παρατηρητής στο αδρανειακό σύστημα Σ διαπιστώνει ότι ένας φάρος ανάβει σε ίσα χρονικά διαστήματα. Θα διαπιστώνει το ίδιο και ένας παρατηρητής που βρίσκεται σε άλλο αδρανειακό σύστημα; Δικαιολογήστε την απάντησή σας.

6.6 Ένα διαστημόπλοιο απομακρύνεται από τη Γη με ταχύτητα που πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός. Ένας παρατηρητής ακίνητος στη Γη, μετράει το μήκος του διαστημόπλοιου. Το ίδιο κάνει και ένας παρατηρητής μέσα στο διαστημόπλοιο. Συμφωνούν τα αποτελέσματα των μετρήσεών τους; Αν όχι, ποιος βρίσκει μεγαλύτερη τιμή για το μήκος;

6.7 Συστολή μήκους είναι το φαινόμενο κατά το οποίο:
α) Ο παρατηρητής της Γης διαπιστώνει ότι το διαστημόπλοιο που ταξιδεύει έχει μικρότερο μήκος από αυτό που είχε όταν το μέτρησε ακίνητο στη Γη.
β) Ο αστροναύτης διαπιστώνει ότι στη διάρκεια του ταξιδιού του το διαστημόπλοιο έχει μικρότερο μήκος από αυτό που είχε όταν το μέτρησε ακίνητο στη Γη.
Ποια από τις προτάσεις είναι ορθή;

6.8 Ακίνητος παρατηρητής Α μετράει τις διαστάσεις ενός αντικειμένου ακίνητου ως προς αυτόν και συμπεραίνει ότι πρόκειται για κύβο ακμής d. Ένας δεύτερος παρατηρητής Β, που κινείται με ταχύτητα η οποία πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός, σε διεύθυνση παράλληλη σε μια ακμή του στερεού, θα καταλήξει στο συμπέρασμα ότι:
α) πρόκειται για κύβο με ακμή d.
β) πρόκειται για κύβο με ακμή μικρότερη από d.
γ) πρόκειται για κύβο με ακμή μεγαλύτερη από d.
δ) οι δύο διαστάσεις του στερεού είναι d αλλά η τρίτη είναι μεγαλύτερη.
ε) οι δύο διαστάσεις του στερεού είναι d αλλά η τρίτη είναι μικρότερη.
Επιλέξτε το σωστό.

6.9 Εφόσον ο χρόνος ζωής των μιονίων τούς επιτρέπει να διανύσουν περίπου 600 m προτού διασπασθούν, πώς κατορθώνουν να φτάσουν -από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας - στην επιφάνεια της Γης;

6.10 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 ως προς τη Γη;
β) Αν το διαστημόπλοιο είναι ακίνητο ως προς τη Γη;

6.11 Να απαντήσετε στην προηγούμενη ερώτηση αν αντικαταστήσετε τον πύραυλο με ένα φωτεινό παλμό.

6.12 Υποθέστε ότι ένα βαγόνι κινείται με ταχύτητα u, που πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός. Στο μέσον αυτού του βαγονιού παράγονται ταυτόχρονα δύο φωτεινοί παλμοί. Οι παλμοί διαδίδονται κατά τη διεύθυνση x, που συμπίπτει με τη διεύθυνση της κίνησης του βαγονιού, σε αντίθετες κατευθύνσεις, και φτάνουν στις δυο απέναντι πλευρές του βαγονιού Α και Β.
                                                                      Σχ. 6.21

Ποιες από τις προτάσεις που ακολουθούν είναι ορθές;
α) Ένας παρατηρητής που βρίσκεται μέσα στο βαγόνι βρίσκει ότι οι δυο παλμοί φτάνουν ταυτόχρονα στις πλευρές Α και Β του βαγονιού.
β) Ένας παρατηρητής που βρίσκεται μέσα στο βαγόνι βρίσκει ότι ο παλμός που διαδίδεται προς το Β φτάνει πρώτος.
γ) Ένας παρατηρητής ακίνητος στο σταθμό βρίσκει ότι οι δυο παλμοί φτάνουν ταυτόχρονα στις πλευρές Α και Β του βαγονιού.
δ) Ο παρατηρητής που βρίσκεται στο σταθμό βρίσκει ότι ο παλμός που διαδίδεται προς το Α κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα από αυτόν που ταξιδεύει προς το Β.
ε) Ο παρατηρητής που βρίσκεται στο σταθμό βρίσκει ότι ο παλμός που διαδίδεται προς το Β φτάνει πρώτος.

6.13    Ένας ακίνητος παρατηρητής βλέπει να περνάει μπροστά του με πολύ μεγάλη ταχύτητα ένα κυκλικό αντικείμενο. Το αντικείμενο κινείται στη διεύθυνση x και το επίπεδο του βρίσκεται στο επίπεδο x, y. Τι σχήμα έχει το αντικείμενο, για κάποιον που κινείται μαζί με αυτό;

6.14   Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από κινούμενα ηλεκτρικά φορτία εξαρτάται από την κίνηση του παρατηρητή. Δώστε ένα απλό παράδειγμα που να επιβεβαιώνει την πρόταση.

6.15    Είναι η ενέργεια μια αναλλοίωτη ποσότητα; Είναι δηλαδή ή ίδια σε όλα τα αδρανειακά συστήματα; Ισχύει σε όλα τα αδρανειακά συστήματα η αρχή διατήρησης της ενέργειας;

6.16     Εφόσον υπάρχει άνω όριο στην ταχύτητα ενός σωματίου θα υπάρχει και άνω όριο στην ορμή και την κινητική του ενέργεια;

6.17       Ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο που κινούνται με μεγάλες ταχύτητες έχουν τη ίδια ενέργεια. Η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι

α) ίση, β) μικρότερη ή γ) μεγαλύτερη από την ενέργεια του πρωτονίου;
Επιλέξτε το σωστό.

6.18 Η ενέργεια συνδέσεως του ατόμου του υδρογόνου είναι 13,6 eV.
Αυτό σημαίνει ότι η μάζα του ατόμου του υδρογόνου είναι:
α) μεγαλύτερη από το άθροισμα των μαζών ενός πρωτονίου κι ενός ηλεκτρονίου.
β) μικρότερη από το άθροισμα των μαζών ενός πρωτονίου κι ενός ηλεκτρονίου.
γ) ίση με το άθροισμα των μαζών ενός πρωτονίου κι ενός ηλεκτρονίου.