SUHTEELLISUUSTEORIAA. v c. v = v v 1+ c. t = v c. m = - Einsteinin erityinen (suppeampi) suhteellisuusteoria v. 1905



Samankaltaiset tiedostot
VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 21: Usean vapausasteen systeemin liikeyhtälöiden johto Lagrangen

Miehitysluvuille voidaan kirjoittaa Maxwell Boltzmann jakauman mukaan. saamme miehityslukujen summan muodossa

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2007

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 1. viikolle /

pienempää, joten vektoreiden välinen kulma voidaan aina rajoittaa välille o. Erikoisesti on

Fysiikan maailmankuva 2015

S U H T E E L L I S U U S T E O R I AN P Ä Ä P I I R T E I T Ä

Vakuutusteknisistä riskeistä johtuvien suureiden laskemista varten käytettävä vakuutuslajiryhmittely.

3.3 Palkin ja siihen kiinnitetyn nostomekanismin. on a = 6 m / s. Määritä kohdan A tukireaktio. 2 nopeus on v 0. Vast. ln

Fysiikan labra Powerlandissa

Todennäköisyyslaskenta IIa, syys lokakuu 2019 / Hytönen 1. laskuharjoitus, ratkaisuehdotukset

Työ ja energia. Haarto & Karhunen.

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

Nimi: Ratkaise tehtävät sivun alalaitaan. (paperi nro 1) 1. Valitse oikea toisen asteen yhtälön ratkaisukaava: (a) b ± b 4ac 2a. (b) b ± b 2 4ac 2a

Ennen kuin mennään varsinaisesti tämän harjoituksen asioihin, otetaan aluksi yksi merkintätekninen juttu. Tarkastellaan differenssiyhtälöä

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 5, harjoitustenpitäjille tarkoitetut ratkaisuehdotukset

i ni 9 = 84. Todennäköisin partitio on partitio k = 6, k k

HARMONINEN VÄRÄHTELIJÄ

HARMONINEN VÄRÄHTELIJÄ

SUORAN SAUVAN VETO TAI PURISTUS

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, VY, TY / Insinööriosastot Valintakuulustelujen matematiikan koe sarja A

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 02: Vapausasteet, värähtelyiden analysointi

Talousmatematiikan verkkokurssi. Koronkorkolaskut

Eksponentti- ja logaritmiyhtälö

ESIM. ESIM.

Sattuman matematiikkaa III

2.2 Täydellinen yhtälö. Ratkaisukaava

Aloite toimitusvelvollisen myyjän taseselvitystavan muuttamisesta

DNA OY:N LAUSUNTO KUSTANNUSSUUNTAUTUNEEN HINNAN MÄÄRITTELYYN SOVELLETTAVASTA MENETELMÄSTÄ SUOMEN TELEVISIOLÄHETYSPALVELUIDEN MARKKINALLA

2.8 Mallintaminen ensimmäisen asteen polynomifunktion avulla

z z 0 (m 1)! g(m 1) (z0) k=0 Siksi kun funktioon f(z) sovelletaan Cauchyn integraalilausetta, on voimassa: sin(z 2 dz = (z i) n+1 k=0

MS-A Matriisilaskenta Laskuharjoitus 3

Fysiikan maailmankuva 2015

(1 + i) + JA. t=1. t=1. (1 + i) n (1 + i) n. = H + k (1 + i)n 1 i(1 + i) n + JA

funktiojono. Funktiosarja f k a k (x x 0 ) k

Matematiikan tukikurssi

a) Oletetaan, että happi on ideaalikaasu. Säiliön seinämiin osuvien hiukkasten lukumäärä saadaan molekyylivuon lausekkeesta = kaava (1p) dta n =

4.7 Todennäköisyysjakaumia

Lukion. Calculus. Polynomifunktiot. Paavo Jäppinen Alpo Kupiainen Matti Räsänen Otava PIKATESTIN JA KERTAUSKOKEIDEN TEHTÄVÄT RATKAISUINEEN

S , Fysiikka III (ES) Tentti Tentti / välikoeuusinta. Laaditaan taulukko monisteen esimerkin 3.1. tapaan ( nj njk Pk

Biologian yhteisvalinta 2014 / Mallivastaus Kysymys 1

monissa laskimissa luvun x käänteisluku saadaan näyttöön painamalla x - näppäintä.

Fy06 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/6

AMMATTIKORKEAKOULUJEN LUONNONVARA- JA YMPÄRISTÖALAN VALINTAKOE

3 Lämpölaajaneminen ja tilanyhtälöt

Valon diffraktio yhdessä ja kahdessa raossa

Tehtävä 2 Todista luennoilla annettu kaava: jos lukujen n ja m alkulukuesitykset. ja m = k=1

KOSMOLOGISIA HAVAINTOJA

Suhteellinen nopeus. Matkustaja P kävelee nopeudella 1.0 m/s pitkin 3.0 m/s nopeudella etenevän junan B käytävää

Automaatiojärjestelmät Timo Heikkinen

3. Markovin prosessit ja vahva Markovin ominaisuus

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 2, ratkaisuehdotukset. Johdanto differenssiyhtälöiden ratkaisemiseen

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

RISTIKKO. Määritelmä:

V. POTENSSISARJAT. V.1. Abelin lause ja potenssisarjan suppenemisväli. a k (x x 0 ) k M

PIKAOHJE-PEBBELL 2 WATERPROOF GPS-PAIKANNUSLAITE

Toimituskohteen paikka määritellään mittauslaitteiston sijainnin mukaan.

Projekti 5 Systeemifunktiot ja kaksiportit. Kukin ryhmistä tarkastelee piiriä eri taajuuksilla. Ryhmäni taajuus on

Sähköverkkoyhtiöiden valokuituinvestoinnit Ruotsissa. Loppuraportti

UUSIUTUVA ENERGIA MAANKÄYTÖN NÄKÖKULMASTA

Sähköstatiikka ja magnetismi Mekaniikan kertausta

SUHTEELLISUUSTEORIAN TEOREETTISIA KUMMAJAISIA

RATKAISUT: 4. Mekaaninen energia

Mustan kappaleen säteily

Yhden vapausasteen värähtely - harjoitustehtäviä

Todennäköisyysjakaumat 1/5 Sisältö ESITIEDOT: todennäköisyyslaskenta, määrätty integraali

Diskreetin Matematiikan Paja Ratkaisuja viikolle 5. ( ) Jeremias Berg

Geometrinen piirtäminen

Muutokset asetukseen ajoneuvon käytöstä tiellä, ajoneuvon tai yhdistelmän käyttöä koskevat säännöt

( ) ( ) ( ) ( ( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 271 Päivitetty a) = keskipistemuoto.

MATEMATIIKAN KOE. AMMATIKKA top asteen ammatillisen koulutuksen kaikkien alojen yhteinen matematiikka kilpailu. Oppilaitos:.

REKISTERINPITÄJÄN MUUTOKSET: Toimintamalli muutostilanteessa

Lisämateriaalia: tilayhtälön ratkaisu, linearisointi. Matriisimuuttujan eksponenttifunktio:

POIKKILEIKKAUKSEN GEOMETRISET SUUREET

Käyttövoimasta erottaminen

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 6A Ratkaisuehdotuksia.

RATKAISUT: 21. Induktio

Ekvipartitioperiaatteen mukaisesti jokaiseen efektiiviseen vapausasteeseen liittyy (1 / 2)kT energiaa molekyyliä kohden.

Joulukuun vaativammat valmennustehtävät ratkaisut

Pyramidi 3 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 139 Päivitetty a) 402 Suplementtikulmille on voimassa

Tulityöt: järjestäminen ja suunnittelu

Työ 15B, Lämpösäteily

Tehtävä 3. Määrää seuraavien jonojen raja-arvot 1.

Sähköstaattisen potentiaalin laskeminen

1. KEMIALLISESTI REAGOIVA TERMODYNAAMINEN SYSTEEMI

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

tasapainotila saavutetaan kun vuo aukon läpi on sama molempiin suuntiin

KELAN MÄÄRÄÄMÄT TYÖKYVYN ARVIOINTITUTKIMUKSET (SVL 15 L 13 JA KEL 61 ) VUOSINA

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

i lc 12. Ö/ LS K KY: n opiskelijakysely 2014 (toukokuu) 1. O pintojen ohjaus 4,0 3,8 4,0 1 ( 5 ) L i e d o n a mma t ti - ja aiku isopisto

Rokkotaudit ja raskaus. Tammikuun kihlaus Minttu Lahtinen Erikoistuva lääkäri, K-SKS Naistentaudit ja synnytykset

Vacon perussovelluksen ohjausliitynnät

Tämä merkitsee geometrisesti, että funktioiden f

TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Hannu Pajula. Stirlingin luvuista

KÄSIPALLO Lämmittelypelejä ja -leikkejä

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO

Otanta ilman takaisinpanoa

SPL TAMPEREEN PIIRI: SEURATUTOROINTI

Transkriptio:

SUHTLLISUUSTORIAA - insteinin erityinen (suppeapi) suhteellisuusteria v. 905 - suhteellisuusterian pstulaatit; - ) aii liie n suhteellista - ) valn npeus tyhjiössä n vai l l - pituuden utistuinen eli Lrentzin ntrati; - v - ajan venyä eli ajan dilataati (aiadilataati); t t v - - npeusien yhdistäinen valn npeuden saavuttaattuus; v v + v v v + - liieassa eli relativistinen assa; v - ( lepassa) - relativistinen liie-energia; ( liieassa) - naisenergia (assan ja energian evivalenssi); p + ( ) - lassinen eaniia n rvattava suhteellisuusterialla, un v 0, - ( 0% ),(esi. js eletrnin iihdytysenergia > 4 % eletrnin lepenergiasta 0 5 ev nin 0 V) - systeein sidsenergia: Δ e - tutteet (SUHTLLISUUSTORIAN KAAVAT, s. MAOL s.8 (3))

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ HUOM. Suhteellisuusteriasta seuraa lassinen eaniia, un npeus v n pieni, v 0,. si. pienillä npeusilla (v << ) relativistinen liie-energia ysinertaistuu lassisen liie-energian lauseeesi: v Tdistus Kun npeus v n pieni (v << ), niin sveltaalla sarjaehitelää (biniaavaa, s. MAOL, s., 6 (5, 8). ( ) ( ) ( )( ) n n n n n n 3 + x + nx + x + x +...! 3! e. lauseeen niittäjään saadaan jsta seuraa: / v 4 4 v / 3 v / 8... + + + v + v v +. 3 8 ( / )... Suan ensiäinen teri n lassisen eaniian eli Newtnin eaniian uainen liie-energia (ineettinen energia). Tinen teri ja sitä seuraavat terit vat hyvin pieniä, un npeus v n pieni, v <<. Näin havaitaan, että suhteellisuusterian uaisesta relativistisesta eaniiasta seuraa liiarvna Newtnin lassinen eaniia tässä liie-energianin tapausessa. 3 v + 8 v ( v / ) +... v, un npeus v n pieni (v << ).

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ - insteinin yleinen suhteellisuusteria v. 95: - teria painviasta, suppean suhteellisuusterian laajennus ielivaltaisiin rdinaatistihin - iihtyvässä liieessä levat rdinaatistt - fysiian lait vat aiille havaitsijille saat riippuatta havaitsijan liie-tilasta eli siitä n havaitsija iihtyvässä liieessä, tasaisessa liieessä vai paiallaan (fysiian laien invarianssi eli uuttuattuus) - 4-ultteinen aia-avaruusrdinaatist: (x, y, z, t) - perusta aluräjähdysterialle - assa ja energia aareuttavat aia-avaruutta (Rieannin epäeulidinen geetria) - painvia jhtuu assjen aiheuttaasta aia-avaruuden aareutuisesta aareutuinen äärää taivaanappaleiden liieet - painviaa ei siis varsinaisesti le leassa, vaan se selitetään aia-avaruuden aareutuisena - painviaa ja iihtyvyyttä ei vi erttaa tisistaan (evivalenssiperiaate eli vastaavuusperiaate) vapaassa putaisliieessä henilö ei tunne painaan - insteinin enttäyhtälöt uvaavat assan ja energian aiheuttaaa aia-avaruuden aareutuista - hidas assa (inertiaaliassa) painava assa (painviaassa) - yleinen suhteellisuusteria ei le yhteenspiva vanttieaniian anssa yleinen suhteellisuusteria + vanttifysiia vanttigravitaati?? - tdisteita ja iliöitä/svellusia: - planeettjen radat (esi. Meruriusen radan iertyinen) - val taipuu gravitaatientässä (valn taipuinen Auringn gravitaatientässä; ddingtn v. 99) - galasit taittavat auaisten vasaarien vala gravitaatilinssit, irlinssit (Aurinunnassa) - säteilyssä tapahtuu punasiirtyä, un se nusee assiivisen appaleen pinnalta ylöspäin - aia hidastuu liieen taia (suppea suhteellisuusteria) - aia hidastuu gravitaatientässä eli painviaentässä, esi. suuriassaisen appaleen pinnalla - tdettu esi. atiellja ierrätettäessä aapalln ypäri - tutasäde viivästyy sen uliessa Auringn läheltä - suhteellisuusterian uita iliöitä ja seurausia: - gravitaativurvaiutusen välittäjähiuanen: gravitni (? ei vielä havaittu?) - gravitaatiaallt (?) - iihtyvässä liieessä levat assat lähettävät gravitaatiaaltja - tähtien räjähdyset, asistähdet painviatähtitiede - pyöriisliieellä vidaan saada aiaan einteinen painvia! - ustat aut usta au usta au χm Rs adnreiä - adnreiät?? aiane?? aiaatailu?? - ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Tehtävä. Hiuasen liie-energia suurilla npeusilla (v 0, ) lasetaan suhteellisuusterian uaisesti relativistisella liie-energian yhtälöllä () Pienillä npeusilla (v < 0, ) riittää relativistisesta liie-energian lauseeesta () jhdettu liiääräistys, ns. lassinen liie-energian yhtälö v (). valn npeus 9979458 /s. Lase uina suuri suhteellinen virhe tehdään, js hiuasen liie-energia lasetaan lassisen liie-energian lauseeesta () verrattuna relativistisesta liie-energian lauseeesta () lasettuun arvn, un hiuasen npeus n a) v 0,05, b) v 0,0, ) v 0,50, d) v 0,80.

Rataisu. a) v 0,05: Klassisesti: 0,05 0, 005 v ( ) Relativistisesti: 0,005348644 0,05 ( 0, 05) suhteellinen virhe: 0,005348644 0,005 0,005348644,348644 0 0,005348644 6 0,0087539498 0,9%.

b) v 0,0: Klassisesti: 0,0 0,005 v ( ) Relativistisesti: 0,0050378559 0,0 ( 0, 0) suhteellinen virhe: 0,0050378559 0,005 0,0050378559 3,78559 0 0,0050378559 5 0,0075068405 0,75%.

) v 0,50: Klassisesti: 0,50 0,5 v ( ) Relativistisesti: 0,547005384 0,50 ( 0,50) suhteellinen virhe: 0,547005384 0,5 0,547005384 0,0970053838 0,547005384 0,998798 9%.

d) v 0,90: Klassisesti: 0,90 0,405 v ( ) Relativistisesti:, 9457339 0,90 ( 0,90) suhteellinen virhe:, 9457339 0, 405, 9457339 0,889573387, 9457339 0,687055057 69%. #################################################################################################### Kirjallisuutta suhteellisuusteriasta: - Albert instein: rityisestä ja yleisestä suhteellisuusteriasta, Suentanut ja entinut Rai Lehti, Ursa, 03 - Kari nqvist: Suhteellisuusteriaa runilijille, 3. pains, WSOY, Helsini, 00 - Kari nqvist: Jhdatus suhteellisuusteriaan, Ursa,. rjattu pains 0 - Jua Maalapi, Tapani Per: Lyhyt dernin fysiian jhdatus, 4. rjattu pains, Lies ry, 006. ###################################################################################################