ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Вадим Николаевич Матвеев / Запись

ЗАДАЧА ДЛЯ ПРОСТЫХ РЕБЯТ И ПРОФЕССОРОВ ФИЗИКИ

matwad
18.01.2008
16:53
Как-то здесь рассматривалась забавная «задача для американских ребят дошкольного возраста» (/blogs/users/zombye/11778/#comments ) с вопросом «Куда едет автобус?» Предлагаю вам решить мою задачку с аналогичным вопросом «Куда летит конструкция?».
Несколько лет тому назад за эту задачу, после ее появления на одном из форумов, меня объявили «альтернативщиком», который ничего не понимает. Задачку из нескольких тысяч человек решили двое в России и один в Германии. Неужели и здесь будет такая же пропорция?
К сожалению, так как я не в друзьях у Дорогой редакции, эту задачу, скорее всего не заметят. Жаль. Очень важная задача для понимания многих проблем, которые здесь рассматриваются.
Вот задача.
Представьте себе, что, будучи инерциальными наблюдателями, вы в какой-то момент времени зарегистрировали объект, состоящий из очень длинного стержня с остатком магниевой полоски и двух воздушных шариков на его концах. Объект похож на гантель и «выглядит» примерно так:

О--------------------х----О

Здесь буквы O – это надутые шарики, штриховая линия ------- – стержень, а х – остаток магниевой полоски. Объект был создан следующим образом.
В какой-то момент времени вспыхнула магниевая полоска, и потоки света, распространяясь в противоположных направлениях, через некоторое время попали на шариконадувные устройства, расположенные у концов стержня. При попадании импульсов на шариконадувные устройства последние сработали и сформировали на концах стержня воздушные шарики, которые были быстро надуты и, просуществовав долю секунды, лопнули.
Полагая, что расстояние между концами стержня настолько велико, что время, необходимое свету, чтобы пройти от магниевой полоски до концов равно нескольким секундам, ответьте, движется или покоится изображенная мною конструкция, похожая на гантель, и если движется, то в какую сторону – вправо или влево?
Замечу, что меня не интересует направление движения конструкции, представляющей собой стержень без шариков или стержень с одним единственным шариком. Речь идет ТОЛЬКО о конструкции с ДВУМЯ шариками!
Если вы решили задачу, то скажите, какому принципу вы обязаны за то, что смогли ответить на вопрос о движении и покое объекта без указания системы отсчета?
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

18.01.2008 18:31#
Задача для простых ребят и профессоров физики
Нет, всеже уберу ответ и решение:-) Интересно что другие скажут. Но никаких "альтернатив", стандартная СТО. Только мне не понравилась сентенция по поводу безотносительности к системе отсчета. Можно определить куда движется вся эта "беда" относительно меня, видящего именно такую картинку. Вообще-то второкурсник должен сразу решить. И что, не решают? О боги, до чего мы докатились... Здесь я всеже надеюсь многие запросто решат.
18.01.2008 22:27#
matwad
Задача для простых ребят и профессоров физики
второкурсник должен сразу решить. И что, не решают? О боги, до чего мы докатились... Здесь я всеже надеюсь многие запросто решат.

Не решают! Точно, докатились.
Я тоже надеюсь.
В том, что ее решите Вы, я не почти сомневался. Вы ее решили. По поводу безотносительности потом подискутируем. Тут, как во многом, вопрос терминологии. Главное, что Вы поняли суть задачи.
Пусть народ подумает.

18.01.2008 21:14#
Задача для простых ребят и профессоров физики
Не совсем понятно, что имеется в виду по конструкцией с двумя шариками: гантеля с двумя ненадутыми шариками, гантеля с двумя надутыми шариками, гантеля с двумя лопнувшими шариками или что-то еще.
18.01.2008 22:01#
Задача для простых ребят и профессоров физики
>Не совсем понятно, что имеется в виду

все там понятно, читайте внимательней. Задачка для студентов второкурсников. Кто с ней не справляется -- тому неуд на экзамене:-)
18.01.2008 22:07#
matwad
Задача для простых ребят и профессоров физики
Не совсем понятно, что имеется в виду по конструкцией с двумя шариками: гантеля с двумя ненадутыми шариками, гантеля с двумя надутыми шариками, гантеля с двумя лопнувшими шариками или что-то еще.

Только с надутыми!
18.01.2008 22:59#
Задача для простых ребят и профессоров физики
Правильно ли я понимаю задачу: в вакууме находится стержень с двумя шариками на концах. В разные моменты времени шарики надуваются. Вопрос: куда будет двигаться гантель?
>Если вы решили задачу, то скажите, какому принципу вы обязаны за то, что >смогли ответить на вопрос о движении и покое объекта без указания >системы отсчета?
Тут ответ может быть только один - принципу относительности.
18.01.2008 23:26#
matwad
Задача для простых ребят и профессоров физики
Правильно ли я понимаю задачу: в вакууме находится стержень с двумя шариками на концах. В разные моменты времени шарики надуваются. Вопрос: куда будет двигаться гантель?
...........какому принципу вы обязаны за то, что >смогли ответить на вопрос о движении и покое объекта без указания >системы отсчета?
Тут ответ может быть только один - принципу относительности.


Да. В вакууме находится стержень c двумя ненадутыми шариками.
Надуваются они так, как дано в условии задачи. Вопрос в задаче тоже однозначный.

P.S. А куда движется гантель согласно принципу относительности?
18.01.2008 23:43#
Задача для простых ребят и профессоров физики
Еще немного конкретизируем задачу, пусть "несколько секунд", которые необходимо свету, чтобы пройти всю длину стержня будут 2 секунды. Доли секунды за которые шарик лопается будут .9 секнуды. Пусть короткая сторона будет в 1.1 раз короче длинной.
Тогда в собственной системе отсчета стержня через 1.5 секунды оба шарика надуваются и мы на нашей ракете можем решить в какую сторону конструкции двигаться относительно нас.
19.01.2008 00:00#
matwad
Задача для простых ребят и профессоров физики
Давайте будем считать, что доля секунды - это 0,1 секунды, а несколько секунд, допустим 10 секунд, и разница плеч большая. Во всяком случае, я старался сделать упор на то, что в собственной системе отсчета второй, более удаленный шарик надувается тогда, когда шарик, надутый первым, уже некоторое время тому назад лопнул. Наверное, в моем условии присутствует некоторая многозначноть. Это мой недосмотр.
19.01.2008 00:43#
Задача для простых ребят и профессоров физики
Я уже подсмотрел ваше обсуждение этой задачи, так как сгорел от любопытства, пытаясь понять причем тут СТО и второкурсники.
19.01.2008 00:55#
matwad
Задача для простых ребят и профессоров физики
Про второкурсников писал Александр. Я думаю, что в этой задачке, как и в Вашей с автобусом, больше психологии, чем физических хитростей. Быть может, чем лучше человек понимает принцип относительности, тем труднее ему решить задачу. На пятом курсе труднее, чем в школе.
Человек, понимающий принцип относительности, знает, что скорость объекта относительна и не зависит от конструкции объекта. Так же, как и в Вашей задаче с автобусом взрослый человек знает, что указать направление движения совершенно симметричной фигуры по ее рисунку нельзя. А ребенок даже не думает о симметрии. Он просто отвечает на вопрос.
Ваши вопросы показывают, что Вы сами пытаетесь сделать все, чтобы не решить эту очень простую задачу.
Подумайте еще. Раз Вы задачу не бросили, значит Вы ее решите.
19.01.2008 02:09#
Задача для простых ребят и профессоров физики
Мне кажется, что я понимаю, что вы хотите сказать: в этой задаче гантель с двумя надутыми шариками будет существовать только в той системе отсчета, в которой гантель движется вправо.
Но вы, по-моему, пренебрегаете временем измерения в данной задаче, поэтому я возьмусь утверждать, что гантель может и покоиться и лететь в любую сторону:
Перейдем опять в систему отсчета гантели. Сделаем оболочку шариков из пластичного пьезоэлектрика, чтобы она излучала свет при растяжении. В результате надувания каждый из шариков излучит сферу света некоторой толщины, радиус которой будет расти со временем. В некоторой точке пространства эти две сферы пересекутся. Сажаем туда нашего наблюдателя и включаем двигатели у ракеты.
19.01.2008 02:23#
matwad
Задача для простых ребят и профессоров физики
Вот, видите. Даже решив задачу, Вы пытаетесь как-нибудь избавиться от правильного решения.
В мысленных экспериментах пренебрегают многими реальными вещами. Если требовать стопроцентной возможности реального проведения мысленных экспериментов, то от их рассмотрения вообще нужно отказаться.
Конечно вправо, и только вправо.
Вы правильно ответили, что гантель существует только в той системе отсчета, где гантель движется вправо. В других системах отсчета ее нет!
Повремените денек-другой и попытайтесь ответить на второй вопрос о принципе. Только не спешите.
19.01.2008 04:04#
catty_cat2
Задача для простых ребят и профессоров физики

>Вот, видите. Даже решив задачу, Вы пытаетесь как-нибудь избавиться от правильного решения. В мысленных экспериментах пренебрегают многими реальными вещами. Если требовать стопроцентной возможности реального проведения мысленных экспериментов, то от их рассмотрения вообще нужно отказаться.

Золотые слова. Вся релятивистская теория изначально базировалась на мысленных экспериментах.

Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 544

Пользователей
в системе: 2022

Всего записей
и комментариев: 38932

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 20

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия