Рассмотрим задачу о релятивистском сокращении длины. Нас просят найти длину покояющегося тела, если известна длина этого тела в движущемся состоянии и скорость его движения.
Дано:
- Скорость крейсера \( v = 0,5c \), где \( c \) — скорость света.
- Длина движущегося тела \( L = 24\,м \), измеренная в системе, движущейся вместе с крейсером.
Цель:
- Найти длину этого тела в его собственном покойном состоянии \( L_0 \).
Формула релятивистского сокращения длины:
\[ L = \frac{L_0}{\gamma} \] где \[ \gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}} \]
Шаг 1: Вычислим \( \gamma \)
\[ \frac{v}{c} = 0,5 \] \[ \left(\frac{v}{c}\right)^2 = 0,5^2 = 0,25 \] \[ \gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - 0,25}} = \frac{1}{\sqrt{0,75}} = \frac{1}{\sqrt{\frac{3}{4}}} = \frac{1}{\frac{\sqrt{3}}{2}} = \frac{2}{\sqrt{3}} \]
Приблизительно:
\[ \sqrt{3} \approx 1,732 \] \[ \gamma \approx \frac{2}{1,732} \approx 1,1547 \]
Шаг 2: Найдём \( L_0 \):
\[ L_0 = L \times \gamma \] \[ L_0 = 24\,м \times 1,1547 \approx 27,7\,м \]
Итог:
Длина покоящегося тела примерно равна 27,7 метров.
Если нужно округлить до десятых, ответ — 27,7 м.