فیزیک Shoot bullets

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

فیزیک Shoot bullets

پست توسط rohamavation »

اگر کسی در حالی که در قطاری ایستاده است که می تواند به سرعت یک گلوله حرکت کند،با یک اسلحه شلیک کند، آیا گلوله به سمت پایین می افتد، یا به هدف خود در اخر واگن برخورد میکند.فرض کنید ناظر Aدرون قطار و ناظر B بیرون قطار هست .از نظر هر دو ناظر ایا گلوله به هدف در اخر واگن برخورد میکند یا خیر .یا از نظر B برخورد و A خیر .طبق معمول حرکت می کند با سرعت کل گلوله + قطار حرکت می کند؟ببینید من از اونچه در مکانیک میخونم شلیک گلوله در جهت مخالف
در این صورت، برای شخصی که ثابت روی زمین می ایستد، سرعت گلوله صفر به نظر می رسد. این به این دلیل است که وقتی گلوله و قطار با سرعت مساوی اما در جهت مخالف حرکت می کنند، سرعت نسبی حاصل از آنها خنثی شده و صفر می شود.حال از نظر ناظر داخل قطار فرد درون قطار با گلوله کشته میشود ولی از نظر ناظر روی زمین واقعا چه میبیند .اگر سرعت صفر و به زمین بیفتد پس دوگانگی بوجود میاد.
من مقاومت هوا را برای کل این موضوع نادیده می گیرم، زیرا مقاومت هوا همه کمی مساله را پیچیده می کند.
فرض کنید داخل یک قطار هستید که با سرعتی مشخص در حال حرکت است ( بدون شتاب گرفتن و منحرف شدن ) اگر در این وضعیت یک توپ رو به سمت بالا پرت کنید توپ بدون هیچ گونه تاثیر پذیری از سرعت قطار به کف واگن برخورد می کنه یعنی دقیقا مثل زمانی که شما در کوچه ، یک توپ رو به بالا پرتاب میکنید . این مساله به دلیل اینه که سرعت شما و سرعت توپ برابر با سرعت قطار هست . در این حالت تنها نیروهایی که باعث تغییر وضعیت توپ می شوند نیروهای دست شما و جاذبه زمین هستند .
حال همین وضعیت رو برای گلوله بررسی می کنیم . فرض کنید قطار با سرعت 1000 کیلومتر در ساعت حرکت می کند . اگر داخل کابین شلیک کنید گلوله بسته به قدرت اسلحه با سرعت مشخص خود به جلو یا عقب حرکت می کند . اما اگر به سمت جلوی قطار بروید و از پنجره ( به سمت بیرون و در جهت حرکت قطار ) اقدام به تیر اندازی کنید سرعت گلوله با سرعت قطار جمع می شود ( سرعت گلوله را هم 1000 کیلومتر در ساعت بگیرید ) و گلوله با سرعت 2000 کیلومتر در ساعت به مسیر ادامه می دهد .
حال اگر گلوله رو از پنجره به سمت بیرون و در جهت مخالف حرکت قطار شلیک کنید فکر می کنید چه اتفاقی می افته ؟ در این حالت سرعت قطار از سرعت گلوله کم میشه . اگه سرعت قطار 1000 و سرعت گلوله هم 1000 کیلومتر در ساعت باشه اتفاق جالبی می افته : گلوله بعد از شلیک بدون حرکت به زمین می افته !!
اما، اینجاست که جالب می شود. اگر گلوله را به سمت عقب شلیک کنید، گلوله نسبت به زمین مستقیماً به پایین می‌افتد، اما قطار همچنان با سرعت گلوله در اطراف آن حرکت می‌کند. یکی از بیرون که از پنجره نگاه می کرد، فقط می دید که گلوله مستقیماً پایین می افتد. اما فردی که گلوله را شلیک کرده بود همچنان با سرعت قطار از گلوله دور می شد. این بدان معناست که از دیدگاه او، به نظر می رسد که گلوله با سرعت عادی از او دور می شود. و اگر قطار واقعاً به سرعت یک گلوله حرکت کند، احتمالاً کل قطار قبل از برخورد به زمین از زیر گلوله عبور می کند و عقب قطار با سرعت گلوله با آن برخورد می کند. اگر کسی در مسیر گلوله باشد، بدن او با سرعت گلوله با گلوله برخورد می کند، که دقیقا همان تاثیری را خواهد داشت که اگر ثابت باشد و گلوله در حال حرکت باشد.
در چارچوب مرجع قطار، گلوله به طور معمول حرکت می کند، مهم نیست که از کدام سمت شلیک کنید. فقط در رابطه با زمین بیرون است که گلوله تحت تأثیر حرکت قطار قرار می گیرد.اگر در قسمت جلوی قطاری هستید که ثابت ایستاده است و گلوله‌ای را که با سرعت 1000 مایل در ساعت حرکت می‌کند شلیک کرده‌اید، مطمئناً گلوله با سرعت 1000 مایل در ساعت از شما دور می‌شود. علاوه بر این، به نظر می رسد که گلوله برای هر کسی که ثابت روی زمین می ایستد (رو به جهتی که گلوله را در آن شلیک کرده اید) با همان سرعت حرکت می کند. این به این دلیل است که شما در حالت استراحت هستید (همانطور که هر کسی که روی زمین ایستاده است)، بنابراین سرعت نسبی گلوله همان سرعت اولیه خود - 1000 مایل در ساعت است!
با این حال، اگر هنگام ایستادن در قطاری که با سرعت 1000 مایل در ساعت نیز حرکت می کند، گلوله ای را به سمت جلو شلیک کنید، آیا به نظر می رسد که گلوله به همان سرعتی که قطار ایستاده بود حرکت می کند؟در مورد قبلی، شما در قطاری که اصلاً حرکت نمی کرد، ثابت ایستاده بودید، بنابراین سرعت نسبی بین شما و قطار صفر بود. در این حالت قطار با سرعت 1000 مایل در ساعت حرکت می کند. از آنجایی که شما در خود قطار ایستاده اید، همچنین با سرعت قطار (1000 مایل در ساعت) حرکت می کنید. در واقع، سرعت نسبی بین شما و قطار یک بار دیگر صفر می شود. به همین دلیل است که از نظر شما، وقتی گلوله در جهت جلو حرکت می کرد، کاملاً عادی به نظر می رسد.
با این حال، هنگامی که گلوله را به سمت جلو شلیک می کنید، فردی را در نظر بگیرید که ثابت روی زمین ایستاده است. آنها چه چیزی را مشاهده خواهند کرد؟ آیا با آنچه شما مشاهده می کنید تفاوتی خواهد داشت؟
بله خواهد شد! برای شخصی که ثابت روی زمین می ایستد، به نظر می رسد که گلوله با سرعت 2000 مایل در ساعت حرکت می کند. از آنجایی که فرد ثابت روی زمین ایستاده است، سرعت نسبی بین آنها و قطار (حرکت با سرعت 1000 مایل در ساعت) 1000 مایل در ساعت است. علاوه بر این، نسبت به قطار، سرعت گلوله 1000 مایل در ساعت است. بنابراین، نسبت به زمین، سرعت گلوله 2000 مایل در ساعت (1000 مایل در ساعت + 1000 مایل در ساعت) است.شلیک گلوله در جهت مخالف
حال، برای پیچیده تر شدن اوضاع، اگر گلوله در جهت مخالف حرکت قطار شلیک شود، چه می شود؟
در این صورت، برای شخصی که ثابت روی زمین می ایستد، سرعت گلوله صفر به نظر می رسد. این به این دلیل است که وقتی گلوله و قطار با سرعت مساوی اما در جهت مخالف حرکت می کنند، سرعت نسبی حاصل از آنها خنثی شده و صفر می شود.هر جسمی در حالت سکون یا حرکت یکنواخت خود در یک خط مستقیم باقی می ماند، مگر اینکه مجبور شود آن حالت را توسط نیروهایی که بر آن وارد می شود تغییر دهد.
می‌توانیم این را کمی بازنویسی کنیم و بگوییم که جسم در حال حرکت تمایل دارد در حرکت بماند و جسمی که در حال سکون است تمایل دارد در حالت سکون بماند مگر اینکه نیروی خارجی بر آن اثر بگذارد.
تصور کنید در یک قطار سریع السیر کاملاً روان هستید و با سرعت یکنواخت (بدون شتاب یا چرخش) در ماشینی بدون پنجره حرکت می کنید. هیچ راهی برای دانستن اینکه با چه سرعتی در حال حرکت هستید (یا اصلاً در حال حرکت هستید) ندارید. اگر یک توپ را مستقیماً در هوا پرتاب کنید، چه قطار ساکن باشد و چه با سرعت 1000 مایل در ساعت، مستقیماً پایین خواهد آمد. از آنجایی که شما و توپ در حال حاضر با همان سرعت قطار حرکت می کنید، تنها نیروهایی که بر روی توپ وارد می شوند، دست و گرانش شما هستند. بنابراین توپ دقیقاً همانطور رفتار می کند که اگر روی زمین بایستید و حرکت نکنید.
پس این برای تفنگ ما چه معنایی دارد؟ اگر تفنگ با سرعت 1000 مایل در ساعت گلوله ها را شلیک کند، گلوله همیشه با سرعت 1000 مایل در ساعت از اسلحه دور می شود. اگر به جلوی قطاری بروید که با سرعت 1000 مایل در ساعت در حال حرکت است و به اسلحه به سمت جلو شلیک کنید، گلوله با سرعت 1000 مایل در ساعت از شما و قطار دور می‌شود، درست مانند زمانی که قطار متوقف شود. اما، نسبت به زمین، گلوله با سرعت 2000 مایل در ساعت، سرعت گلوله به اضافه سرعت قطار حرکت خواهد کرد. بنابراین اگر گلوله به چیزی بر روی زمین اصابت کند، با سرعت 2000 مایل در ساعت به آن برخورد می کند.
اگر گلوله را از پشت قطار شلیک کنید، گلوله همچنان با سرعت 1000 مایل در ساعت از شما و تفنگ دور می شود، اما اکنون سرعت قطار از سرعت گلوله کم می شود. نسبت به زمین، گلوله اصلاً حرکت نمی کند و مستقیماً روی زمین می افتد.
اگر برآیند نیروهای وارد بر یک جسم صفر باشد، اگر جسم در حالت سکون باشد تا ابد ساکن می ماند و اگر جسم در حال حرکت باشد تا ابد با همان سرعت و در همان جهت به حرکتش ادامه می دهد. به این قانون، قانون لختی یا اینرسی هم میگویند. به عبارتی دیگر ، اجسام تمایل دارند که در یک مسیر مستقیم به صورت یکنواخت حرکت کنند مگر اینکه توسط یک نیروی خارجی مجبور به تغییر مسیر و شتاب و سرعت شوند .اما این مساله در مورد تمام چیزها صدق نمی کنه . مثلا در مورد امواج صوتی . اگر شما یک ضبط صوت رو در اتاق پذیرایی خود روشن کنید ، امواج صوتی با سرعتی مشخص ( سرعت حرکت صوت ) در هوا منتشر می شوند . اگر این ضبط صوت رو در قطاری که با سرعت 1000 کیلومتر در ساعت حرکت می کند روشن کنید ، سرعت صوت با سرعت قطار جمع نمی شود چون صوت ، سرعت ثابتی داره که از اون مقدار تجاوز نمی کنه . این دلیل اینه که برخی هواپیما ها باعث شکست دیوار صوتی می شوند .با این حال، آنچه در مورد گلوله ها صادق است، در مورد برخی چیزهای دیگر که ممکن است از جلوی قطار "شلیک کنید" صادق نیست. یک مثال عالی امواج صوتی است. اگر استریو را در اتاق نشیمن خود روشن کنید، امواج صوتی با سرعت صوت - چیزی حدود 700 مایل در ساعت - از بلندگو خارج می شوند. امواج با آن سرعت ثابت در هوا پخش می شوند و نمی توانند سریعتر حرکت کنند. بنابراین اگر یک بلندگو در جلوی قطار 1000 مایل در ساعت قرار دهید، امواج صوتی با سرعت 1700 مایل در ساعت قطار را ترک نمی کنند. آنها نمی توانند سریعتر از سرعت صوت حرکت کنند. به همین دلیل است که هواپیماهایی که سریعتر از سرعت صوت حرکت می کنند، بوم های صوتی ایجاد می کنند.در نسبیت فرض کنید می‌خواهیم سرعت کاوشگر فضایی روبات را نسبت به زمین پیدا کنیم، می‌دانم که فرمول باید از فرمول (1) استفاده کند که در آن vx سرعت مورد نیاز است. این امر به وضوح از این واقعیت قابل دستیابی است که زمین نسبت به سفینه فضایی در حال استراحت است و از این رو این وضعیت به وضعیتی شبیه به وضعیت معمول "ناظر - قطار" کاهش می یابد. این نیز از اشتقاقی قابل تشخیص است که در آن ما فرض کردیم فریم مرجع S' با سرعت u نسبت به قاب مرجع S حرکت می کند.
$\begin{eqnarray*}
u_y' &=& \frac{u_y + v}{1 + \frac{vu_y}{c^2}} \\\
u_x' &=& \frac{u_x }{1 + \frac{vu_y}{c^2}}\cdot \sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}
\end{eqnarray*}$
و $v_x' = \frac{v_x - u}{1-\frac{uv_x}{c^2}}\tag2$
I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
آخرین ویرایش توسط rohamavation دوشنبه ۱۴۰۰/۹/۲۹ - ۱۲:۵۰, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

نمایه کاربر
Player

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۹/۱۰/۱۷ - ۰۲:۴۳


پست: 62

سپاس: 25

Re: فیزیک Shoot bullets

پست توسط Player »

فرض کنیم قطار با سرعت v به سمت راست در حال حرکت است. ناظر A داخل قطار است و ناظر B از بیرون به آن نگاه می کند. حالا می توانیم چند حالت را در نظر بگیریم:

حالت اول: ناظر B تفنگی را به سمت راست نشانه می گیرد، و گلوله ای را با سرعت v به سمت راست شلیک می کند که در جلوتر از دید او به هدفی ساکن (مثلا یک تیر چراغ برق) می خورد. سوال: چه اتفاقی از دید ناظر A می افتد؟
از دید ناظر A، گلوله ساکن است. چرا که هر چه نباشد، قطار و گلوله هم سرعت، و هم جهت، در کنار هم در حال حرکت هستند. پس چطور گلوله ای که ساکن است، از دید قطار به هدف می خورد؟ پاسخ این است که "هدف" گلوله، که مثلا تیر چراغ برق است، از دید قطار با سرعت v به سمت چپ در حالت حرکت است. در واقع از دید قطار، گلوله سر جایش ایستاده، و تیر چراغ برق به سمت آن حرکت می کند و با آن برخورد می کند! پس دو ناظر، هرچند در ظاهر دید متفاوتی دارند اما رویدادهای یکسانی را مشاهده می کنند.

حالت دوم: ناظر A که داخل قطار است، تفنگی را به سمت راست نشانه می گیرد، و گلوله ای را با سرعت v به سمت یک صندلی قطار شلیک می کند. از دید او گلوله به صندلی می خورد. چه اتفاقی از دید ناظر B می افتد؟ اولا از دید B، قطار (و صندلی های داخلش) با سرعت v به سمت راست در حال حرکت هستند. اما سرعت گلوله از دید ناظر B چه می شود؟ آیا مثل قبل می توان ادعا کرد چون گلوله و قطار هم جهت و هم سرعت هستند، برآیند سرعت آن ها، از دید ناظر B، برابر صفر می شود؟ خب خیر. فرض کنید ناظر A گلوله را شلیک نمی کرد و همینطور ساکن، آن را در دست نگه می داشت. خب از دید ناظر B، در این حالت گلوله با سرعت v همراه با قطار به سمت راست حرکت می کرد (یعنی گلوله وقتی از دید A ساکن است، از دید B با سرعت v به راست میرفت). اما الان که گلوله شلیک شده است، سرعت گلوله با سرعت قطار جمع می شود. یعنی گلوله با سرعت 2v از دید ناظر B به راست حرکت می کند. صندلی ها هم با سرعت v به سمت راست می روند. بنابرین چون سرعت حرکت گلوله به سمت راست، بیشتر از سرعت حرکت صندلی ها به سمت راست است، از دید B هم گلوله به صندلی می خورد.


حالت سوم: ناظر A که داخل قطار است، تفنگی را به سمت چپ نشانه می گیرد، و گلوله ای را با سرعت v به سمت یک صندلی قطار شلیک می کند. طبیعتا از دید A گلوله به صندلی می خورد، چرا که صندلی ساکن است. اما از دید B چه اتفاقی می افتد؟ از دید B مثل قبل، صندلی ها با سرعت v به سمت راست در حال حرکتند. اما سرعت گلوله، این بار از دید B صفر می شود. چرا که از طرفی قطار با سرعت v به سمت راست دارد می رود، و از طرف دیگر همزمان گلوله با سرعت v به سمت چپ می رود. برآیند سرعت گلوله و قطار، خب صفر می شود. اما گلوله، که حالا از دید B ساکن است، بازهم به صندلی می خورد. در واقع صندلی به گلوله می خورد! از دید B گلوله سر جایش ایستاده، و حالا صندلی محکم به آن برخورد می کند.

توصیه می کنم پیش از استفاده از رابطه سرعت نسبی، سعی کنید خودتان آن مسئله را تصور کنید و سپس از فرمول ها استفاده کنید. در غیر این صورت، شاید در استفاده از علامت ها در رابطه، به مشکل بر بخورید و به نتایج نادرستی، مثل بالا، برسید.

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: فیزیک Shoot bullets

پست توسط rohamavation »

کاربر عزیز جناب Player ممنونم واقعا جالب توضیح دادی اولا اره چند بار استادهای من گفتند رهام شما میتونی جواب تو یک خط هم بدی چرا جزوه میدی و خوب واقعا راست میگن میگن فردا تو مقالات و پایان نامه گیر میکنی .من نمیدونم چرا به حرکت تارگت فکر نکردم .من واقعا فقط به حرکت اون گلوله فکر کردم .همین چیزهاست که ما بچه های علوم هوافضا و مکانیک که تمام سوالاتمون در این حوزه مربوط به درک فهم نیروها و جهت ها هست در حل مسایل اشتباه میکنیم چون مفهوم اون درک نمیکنیم .درواقع قطار و اینها انحرافی هست مهم درک مساله هست اون چیزی که من از یک .چارچوب مرجع میدونم ابتدا من کمی نسبیت مطالعه کردم و بعد جواب شما فهمیدم مفهوم اون چیه .
حرکت چیزهای بیشتری نسبت به تغییر موقعیت اشیاء وجود دارد. خوب این میگه که نحوه درک ما از حرکت به چارچوب مرجع ما بستگی دارد. چارچوب مرجع به چیزی اطلاق می شود که با توجه به ناظری حرکت نمی کند و می توان از آن برای تشخیص حرکت استفاده کرد خوب من باید حرکت فریم ها را نسبت به هم درک کنم مثال چگونه دو ناظر می توانند سرعت متفاوتی را برای یک جسم متحرک اندازه گیری کنند؟ اگر ناظران در دو چارچوب مرجع مختلف (که نسبت به یکدیگر در حرکت هستند) حرکت یک جسم را مشاهده کنند، هر دو آن را اندازه گیری می کنند که با سرعت های مختلف حرکت می کند.چگونه می توانید در یک چارچوب مرجع حرکت کنید اما در چارچوب دیگر حرکت نکنید؟توضیح: با توجه به یک قاب ثابت روی زمین، شما و قطار با سرعت مشخصی در حال حرکت هستید در حالی که در قاب خود، ثابت روی قطار، حرکت نمی کنید. تنها زمانی که قطار دچار شتاب (یا کاهش سرعت) می شود، متوجه می شوید که چیزی در حال وقوع است (سرعت نور در همه چارچوب های مرجع در نسبیت خاص ثابت است و برای وقوع رویدادها برای همه چارچوب های ثابت و متحرک در نسبیت یکسان است
و تو نسبیت خاص این است که سرعت نور (که c = 186000 مایل در ثانیه نامیده می شود) در همه چارچوب های مرجع، بدون توجه به حرکت آنها ثابت است.)
چارچوب مرجع شما چگونه بر حرکت یک جسم تأثیر می گذارد؟اونچه مدل گالیله هست من همون سادش را میگم در توصیف تبدیل گالیله ای، می توان گفت که اگر یک چارچوب مرجع S′ با سرعت u نسبت به S حرکت کند، آنگاه جسمی که با سرعت v در S حرکت می کند، با سرعت v′ در S حرکت می کند. '، جایی که
$\mathbf{v}' = \mathbf{v} - \mathbf{u}.$
پس اره رویداد اتفاق میافتد ببینید یک رویداد اتفاقی هست که میتونه یک لحظه و مکان منحصر به فرد در فضا را نسبت به یک قاب مرجع به آن اختصاص داد:مثال نقطه تو مختصات فضا زمان. از آنجایی که سرعت نور در نسبیت بدون در نظر گرفتن چارچوب مرجع ثابت است، به عنوان مثال، انفجار یک ترقه ممکن است به عنوان یک "رویداد" در نظر گرفته شود. ما می‌توانیم یک رویداد را با چهار مختصات فضا-زمان آن کاملاً مشخص کنیم زمان وقوع و مکان فضایی سه بعدی آن یک نقطه مرجع را تعریف می‌کند. بیایید این چارچوب مرجع را S بنامیم.
من اینطور میگم رویدد اتفاق میافتد اما ممکنه همزمان نباشه .
از آنجایی که «اکنون» خورشید از اینجا و «اکنون» مانند فضا جدا شده است، ناظرانی در چارچوب‌های مرجع دیگر وجود دارند که (در نهایت) با ما در مورد آنچه اکنون در خورشید اتفاق می‌افتد مخالف هستند. برای برخی از ناظران، کاملاً ممکن است که رویدادهایی که ما می‌دانیم «اکنون» اتفاق افتاده است، به گفته آنها هنوز رخ نداده است. بنابراین، به نوعی، می توان گفت که برخی از رویدادها هنوز برای برخی از ناظران در جهان اتفاق نیفتاده است. یا بهتر است بگوییم اتفاقاتی وجود دارد که ما می گوییم قبل از این اتفاق افتاده است و برخی ناظران می گویند بعد از الان اتفاق افتاده است.
باید توجه داشت که اگر دو رویداد مانند زمان از هم جدا شوند، به این معنی است که ترتیب زمانی مطلقی بین آنها وجود دارد. اساساً آنچه که آخرین بیانیه به آن خلاصه می شود این است که اگر ما در حال حاضر از رویدادی آگاه باشیم که قبل از «اکنون» رخ داده است، پس هیچ ناظری در جایی وجود ندارد که ادعا کند آن اتفاق پس از آنچه «اکنون» می گوییم رخ داده است. تنها وقایعی که ممکن است در مورد اینکه آیا تا زمانی که دقیقاً به این لحظه «اکنون» رسیده‌ایم، درباره آن‌ها اختلاف نظر وجود داشته باشد، آن‌هایی هستند که هنوز از دانستن آنها خیلی دور هستیم.مثل مثال صاعقه در قطار و در انتها و ابتدای اون خوب برای من ناظر همزمان ولی برای ناظر درون قطار که متحرک هست .غیر همزمان ولی اتفاق میفتد .تصور کنید در حالی که در قطاری بودید که با سرعت ثابت از ایستگاهی عبور می کرد، توپی را پرتاب کردید و گرفتید. به نظر شما، توپ به سادگی تحت تأثیر گرانش به صورت عمودی به سمت بالا و سپس پایین حرکت می کند. با این حال، به نظر ناظری که روی سکوی ایستگاه ایستاده بود، توپ به صورت سهمی حرکت می کرد، با یک جزء افقی ثابت سرعت برابر با سرعت قطار.
مسیر توپ که توسط یک ناظر در قطار و یکی در ایستگاه دیده می شود.دوتا شکل هست .
مشاهدات مختلف به این دلیل رخ می دهد که دو ناظر در چارچوب های مرجع متفاوتی قرار دارند. چارچوب مرجع مجموعه ای از مختصات است که می تواند برای تعیین موقعیت و سرعت اجسام در آن قاب استفاده شود. چارچوب های مختلف مرجع نسبت به یکدیگر حرکت می کنند.حال باز اینجا کمی گیج شدم .توپ بحرحال به سمت پایین میافته ولی چرا مسیرش متفاوت دیده میشه .یعنی رویداد برای یک ناظر شکل دیگه ولی نتیجه یکسانی داره اینطور درست فهمیدم I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
.
آخرین ویرایش توسط rohamavation دوشنبه ۱۴۰۰/۹/۲۹ - ۱۲:۵۱, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

نمایه کاربر
Player

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۹/۱۰/۱۷ - ۰۲:۴۳


پست: 62

سپاس: 25

Re: فیزیک Shoot bullets

پست توسط Player »

نسبیت از جمله دروسی است که درک آن نیاز به زمان دارد و تنها با نگاه به روابط آن نمی توان فیزیک مسئله را خوب درک کرد، بنابرین طبیعی است که با مشکل مواجه شده باشید. اصلا اگر کسی با مشکل مواجه نشود، یک جای کارش عیب دارد. در مورد خلاصه نویسی، همیشه سعی کنید به سواد مخاطبتان توجه کنید. اگر مخاطب شما تحصیلاتش در حد دبستان است، خب طبیعتا نمی توانید در یک پاراگراف مفاهیمی مثل نسبیت را برای او شرح دهید. اما زمانی که مخاطب شما، افرادی هستند که خود با این موضوعات آشنا هستند، نیازی به توضیحات جانبی ندارند و تنها شنیدن اصل قضیه برای آن ها کافیست.

اما در مورد تعریف چارچوب. هر ناظر مجموعه ای از ابزار آزمایشگاهی را در اختیار دارد، که این ابزار آزمایشگاهی نسبت به او ساکن هستند. به عنوان مثال یک ناظر می تواند خط کشی در اختیار داشته باشد که با آن طول را اندازه بگیرد. مجموعه ای از ساعت های ساکن را در موقعیت های مکانی مختلف در اختیار داشته باشد که تمام ساعت ها از دید او نسبت به هم همزمان باشند، یا سایر ابزار آزمایشگاهی دیگر. یک چارچوب، توصیف فیزیکی این ابزار آزمایشگاهی است. در سینماتیک نسبیت، معمولا ما تنها به تغییرات پارامترهای فیزیکی نسبت به زمان و مکان علاقه مندیم. بنابرین یک چارچوب نسبیتی را می توان با یک متر بینهایت طویل، و بینهایت ساعت همزمانی که نسبت به این متر ساکن هستند ساخت و از نظر ریاضی، دستگاه مختصاتی 4 بعدی را به آن نسبت داد که 3 بعد آن مکانی باشد و یک بعد زمانی.

اما یک رویداد، یک نقطه دلخواه در این دستگاه مختصات است. در واقع حتی اگر "اتفاق" خاصی هم در یک زمان و یک مکان معلوم نیوفتد، همچنان می توانید آن نقطه از دستگاه مختصاتتان را یک رویداد بنامید، "رویداد اتفاق نیوفتن". پس تعریف رویداد، از آنچه که شاید تصور می کنید کلی تر است. اما در عین حال باید حواستان باشد که یک رویداد، مربوط به یک لحظه زمانی خاص، و یک نقطه مکانی خاص است و نمی توان اتفاقی که در طول زمان در حال رخ دادن است را یک رویداد نامید. بلکه آن اتفاق، مجموعه ای از رویداد های متوالی است.

اما این که در نسبیت گفته می شود تمام ناظرها روی وقوع (یا عدم وقوع) یک رویداد توافق دارند به این معنا نیست که روی نحوه اتفاق افتادن آن رویداد هم توافق دارند. بلکه تنها به این معناست که اگر ناظری ادعا می کند مثلا بمبی منفجر شد، ناظر دیگری نمی تواند ادعا کند که آن بمب می تواند هرگز منفجر نشود. ممکن است ناظرهای دیگر، در مورد زمان و مکان و نحوه انفجار توافق نداشته باشند، اما همه روی خود وقوع انفجار توافق دارند (حتی اگر هنوز آن را ندیده باشند، باز هم می توانند پیشبینی کنند که انفجار رخ می دهد یا نه). به عبارت دیگر، نمی توانید آزمایش پارادوکسیکالی طراحی کنید که در نهایت منجر به ضد و نقیض گویی بین ناظر ها شود. خواندن پارادوکس های حل شده، به درک شما از این مسئله بیشتر کمک می کند. یا مثلا در مثال شما، توجه کنید که زیگزاگی حرکت کردن توپ و یا روی خط صاف حرکت کردن توپ یک رویداد نیست. چون یک رویداد، در یک لحظه، و یک مکان مشخص رخ می دهد. بنابرین این که توافقی بین ناظرها نیست مشکل خاصی ایجاد نمی کند. یا در مثال صاعقه، اگر لحظه برخورد صاعقه با زمین را یک رویداد بگیریم؛ آنگاه برای دو صاعقه، دو رویداد داریم نه یک رویداد. نمی توان دو رویداد را یک رویداد نام گذاری کرد و مقایسه ای انجام داد. به جای آن، می توانید برخورد یک صاعقه به زمین را یک رویداد به نامید و وقوع آن را از دید دو ناظر بررسی کنید. نسبیت ادعا می کند که اگر از دید ناظر قطار صاعقه ای به زمین خورد، قطعا از دید ناظر ساکن به زمین هم این صاعقه با زمین برخورد می کند. حالا ممکن است مکان یا زمان برخورد صاعقه متفاوت از آن چه باشد که ناظر قطار ادعا می کند.

به عنوان یک سوال آموزنده، می توانید به این مسئله فکر کنید (سرچ نزنید فکر کنید D:)
فرض کنید بمبی در اختیار داریم که در مرکز مختصات قرار گرفته است. یک متر سمت راست آن کلیدی وجود دارد. یک متر سمت چپ آن هم کلید دیگری وجود دارد. بمب به گونه ای ساخته شده است که اگر دو کلید به شکل همزمان توسط ناظر ساکن زده شوند، بمب منفجر می شود. تصور کنید ناظر ساکن روی بمب ایستاده، و حالا یک لیزر به سمت راست، و یک لیزر به سمت چپ گرفته و هر دو را همزمان روشن می کند. خب طبیعی است که پرتوهای لیزر، از دید ناظر ساکن به شکل همزمان به کلید ها می رسند. بنابرین کلیدها همزمان فعال می شوند و بمب منفجر می شود. اما از دید ناظر متحرکی که مثلا به سمت کلید راست در حال حرکت است چه؟ آیا پرتوهای لیزر، همزمان به کلید ها می رسند؟ (پاسخ خیر است، به آن فکر کنید که چرا) و حالا که پرتوهای لیزر همزمان نمی رسند، آیا بمب از دیده این ناظر منفجر نمی شود؟ (پاسخ این است که بمب از دید این ناظر هم منفجر می شود، اما فکر کنید چطور؟) در اینجا می توان به مفهوم توافق ناظرها روی وقوع یک رویداد دلخواه، که مثلا منفجر شدن بمب است پی برد.

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

Re: فیزیک Shoot bullets

پست توسط rohamavation »

خوب دوست گرامی من طبیعی هست من با هر مساله کمی گیج شوم که چرا اینطور میشه .و مثال اشکال مختلف ولی نتیجه یکی ومثال بمب شما دقیقاهمون اختلاف زمان در سرعت متحرک نسبت به همون فریم هست .به گفته ناظر جدید، این دو رویداد همزمان نبودند. توجه داشته باشید که استدلال مستلزم اصل نور است: هر دو چشمک زدن نور باید با سرعت یکسانی حرکت کنند. یعنی هر کدام باید زمان یکسانی را برای طی کردن مسافت یکسان نیاز داشته باشند.درست فهمیدم.
فرض کنید اتوبوسی وجود دارد که نسبت به دوست من ارمان که ثابت روی زمین ایستاده است، با سرعت ثابت v=0.9c حرکت می کند.
من دقیقا وسط اتوبوس هستم، در فاصله d از هر دو سر تشکیل می شود، و همزمان t=0 یک پرتو نور را در هر دو جهت شلیک می کنم، یکی به سمت سر اتوبوس و دیگری به سمت عقب!از آنجایی که من در اتوبوس هستم، 2 پرتو نور را می بینم که در همان لحظه $t=d/c$ به 2 طرف مقابل اتوبوس می رسد.ارمان در عوض پرتو را می بیند که در زمان $t=d/(c+0.9c)$ ابتدا به پشت اتوبوس میرسه و پس از $t=(d+ 0.9c*t)/c=d/c+0.9t=10d/c$ به سر اتوبوس میرسه. تنها تفاوت این است که این عجیب و غریب نسبیتی خاص به نام انقباض طول وجود دارد. بنابراینبه نظرم که نتیجه برای زمانی که در قاب پرایم نشده که نور به دیوار سمت راست اتوبوس برخورد می کند، باشد.
$t_R = \frac{1}{c-v}\frac{d}{\gamma}$و زمان برخورد نور به دیوار سمت چپ اتوبوس است
$t_L = \frac{1}{c+v}\frac{d}{\gamma},$
جایی که این $1/\gamma$ اضافی مربوط به انقباض طول است.
یا با مثالهایی این چنین مواجه میشویم اگر به ایستگاه‌های فضایی که در فضای خالی حرکت می‌کنند فکر می‌کنید، . تصور کنید که از دید ناظر A که روی عرشه بالایی ایستگاه فضایی خود یا ایستگاه فضایی خود نشسته است، ایستگاه ناظر B با سرعت قابل توجهی از آنجا عبور می کند:
دو ناظر اینرسی: دیدگاه ایستگاه فضایی A
دو ناظر اینرسی: از ایستگاه فضایی A، B به نظر من در حال حرکت است.
اما از دیدگاه ناظر B، ایستگاه خودش در حال استراحت است. برای او، این ایستگاه ناظر A است که در حال حرکت است:ولی هردو درست میگویند
ناظر سوار بر چرخ و فلک می شود. از منظر بیرونی، سیستم مختصات او در حالت چرخش ثابت است. در معادله خود، چنین ناظر چرخشی باید یک نیروی گریز از مرکز - نیرویی که همه اجسام را از محور چرخش دور می‌کند - وارد کند تا نحوه حرکت اجسام را توضیح دهد. به عنوان مثال دیگر، ناظری را در یک سفینه فضایی در نظر بگیرید. در حالی که موتورهای موشک روشن هستند، ناظر باید نیروی اینرسی را وارد کند تا توضیح دهد که چرا، از دیدگاه او، به نظر می رسد که همه اشیاء ذاتی تمایل به سقوط به سمت کف کابین دارند.
به عنوان مثال، یک تصادف اتومبیل در لندن و یک تصادف دیگر در تهران که به نظر می‌رسد همزمان برای یک ناظر روی زمین اتفاق می‌افتد، به نظر می‌رسد در زمان‌های کمی متفاوت برای ناظری در هواپیمایی که بین لندن و تهران پرواز می‌کند، رخ داده است. علاوه بر این، اگر این دو رویداد نتوانند به طور علّی به هم متصل شوند (یعنی زمان بین رویداد A و رویداد B کمتر از فاصله بین آنها تقسیم بر سرعت نور باشد)، بسته به وضعیت حرکت، ممکن است تصادف در لندن رخ دهد. ابتدا در یک فریم مشخص، و تصادف تهران ممکن است ابتدا در فریم دیگری رخ دهد. با این حال، اگر رویدادها به طور علّی به هم مرتبط باشند، ترتیب تقدم در همه چارچوب های مرجع حفظ می شود.تنیس بازان و تماشاگر در مورد حرکتی که انجام می شود با هم اختلاف نظر دارند، اما با این وجود در مورد قوانین حرکت توافق دارند. در چارچوب مرجع خود آنها سرعت های متفاوتی را می بینند، اما شتاب مشاهده شده در چارچوب های مرجع مختلف یکسان است. برای اینکه ببینیم چگونه کار می کند، یک مثال را در نظر می گیریم.
فرض کنید توپ تنیس با سرعت 60 متر بر ثانیه در همان جهت کشتی حرکت می کند که خودش با سرعت 10 متر بر ثانیه حرکت می کند، بنابراین تماشاچی در ساحل می بیند که توپ با سرعت 70 متر بر ثانیه در حال حرکت است. حال فرض کنید توپ با یک راکت تنیس ضربه می خورد به طوری که سرعت آن از 60 به 80 متر بر ثانیه افزایش می یابد. این بدان معناست که در چارچوب مرجع تنیسورها، شتاب 20 متر بر ثانیه است. با این حال، تماشاچی در ساحل، توپ را با سرعت 70 متر بر ثانیه قبل از اینکه توسط راکت مورد اصابت قرار گیرد، می دید. اما آن راکت، در چارچوب مرجع تماشاگر در ساحل - و این ترفند عالی است - همچنین سرعت بیشتری نسبت به چارچوب مرجع بازیکنان تنیس دارد، بنابراین ضربه بیشتری به توپ خواهد زد. چقدر سخت تر؟ سرعت راکت به سرعت کشتی که 10 متر بر ثانیه بود اضافه می شود. بنابراین سرعت توپ از 70 به 90 متر بر ثانیه افزایش می یابد. می بینیم که شتاب 20 متر بر ثانیه است، صرف نظر از اینکه به وضعیت در چارچوب مرجع ناظری که ثابت ایستاده یا ناظری که در حال حرکت است نگاه می کنیم.
طبیعی هست در مساله گلوله هم اینجاست که جالب می شود. اگر گلوله را به سمت عقب شلیک کنید، گلوله نسبت به زمین مستقیماً به پایین می‌افتد، اما قطار همچنان با سرعت گلوله در اطراف آن حرکت می‌کند. یکی از بیرون که از پنجره نگاه می کرد، فقط می دید که گلوله مستقیماً پایین می افتد. اما فردی که گلوله را شلیک کرده بود همچنان با سرعت قطار از گلوله دور می شد. این بدان معناست که از دیدگاه او، به نظر می رسد که گلوله با سرعت عادی از او دور می شود. و اگر قطار واقعاً به سرعت یک گلوله حرکت کند، احتمالاً کل قطار قبل از برخورد به زمین از زیر گلوله عبور می کند و عقب قطار با سرعت گلوله با آن برخورد می کند. اگر کسی در مسیر گلوله باشد، بدن او با سرعت گلوله با گلوله برخورد می کند، که دقیقا همان تاثیری را خواهد داشت که اگر ثابت باشد و گلوله در حال حرکت باشد.در چارچوب مرجع قطار، گلوله به طور معمول حرکت می کند، مهم نیست که از کدام سمت شلیک کنید. فقط در رابطه با زمین بیرون است که گلوله تحت تأثیر حرکت قطار قرار می گیرد.یا هر مثالی مانند این اما اگر یک گلوله را مثلاً با سرعت 800 مایل در ساعت از هواپیمای که سرعت 920 مایل بر ساعت داشت به سمت عقب شلیک کنید، گلوله با سرعت 120 مایل در ساعت به سمت هواپیما می رود. اگر مقاومت هوا وجود نداشت، با سرعت 120 مایل در ساعت به زمین برخورد می کرد
اکنون هواپیما با سرعت920 مایل در ساعت حرکت می کند، بنابراین هنوز با سرعت 800 مایل در ساعت از گلوله دور می شود. این بدان معناست که از منظر توپچی، گلوله ها با سرعت عادی حرکت می کنند، اما در واقع این توپچی است که از گلوله ها دور می شود، نه گلوله هایی که از توپچی دور می شوند. اگر او به هواپیمای دیگری شلیک می کند، احتمالاً هواپیما با سرعت مشابهی در حال حرکت است، بنابراین هواپیمای دیگر با سرعت 800 مایل در ساعت به طور موثر به این گلوله ها برخورد می کند که دقیقاً همان تأثیری دارد که اگر هواپیما ثابت نشسته باشد و گلوله ها در حال حرکت باشند.I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

نمایه کاربر
Player

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۹/۱۰/۱۷ - ۰۲:۴۳


پست: 62

سپاس: 25

Re: فیزیک Shoot bullets

پست توسط Player »

متوجه پاسختون نشدم. من کلا یک رویداد برای سیستم در نظر گرفتم و آن انفجار بمب بود. شرط انفجار بمب این است که دو کلید فعال کننده، همزمان باهم فعال شوند. اما از دید ناظر متحرک، دو کلید، به شکل غیر همزمان فعال می شوند (چون دو پرتوی لیزر به شکل غیر همزمان به کلیدها می رسند). پس چطور ممکن است از دیدگاه ناظر متحرک، بمب همچنان منفجر شود؟ نکته در کجاست؟ توضیحاتی که در مورد اتوبوس دادید هم درست است.

ارسال پست