Giải bài tập SGK Vật lý 12 nâng cao Bài 50: Thuyết tương đối hẹp

Cùng eLib ôn tập các kiến thức về thuyết tương đối hẹp trong nội dung Giải bài tập SGK Vật Lý 12 nâng cao bài 50 dưới đây. Hi vọng, với cách hướng dẫn giải chi tiết các bài tập thì đây sẽ là tài liệu giúp các em học tập tốt hơn.

Giải bài tập SGK Vật lý 12 nâng cao Bài 50: Thuyết tương đối hẹp

1. Giải bài 1 trang 256 SGK Vật lý 12 nâng cao

Khi nguồn sáng chuyển động, tốc độ truyền ánh sáng trong chân không có giá trị

A. nhỏ hơn c.

B. lớn hơn c.

C. lớn hơn hoặc nhỏ hơn c, phụ thuộc vào phương truyền và tốc độ của nguồn.

D. luôn bằng c, không phụ thuộc phương truyền và tốc độ của nguồn.

Phương pháp giải

Vận tốc truyền ánh sáng trong chân không luôn là c=3.108m/s

Hướng dẫn giải

- Khi nguồn sáng chuyển động, vận tốc truyền ánh sáng trong chân không luôn bằng c, không phụ thuộc phương truyền và vận tốc của nguồn.

- Chọn đáp án D.

2. Giải bài 2 trang 256 SGK Vật lý 12 nâng cao

Khi một cái thước chuyển động dọc theo phương chiều dài của nó, độ dài của thước đo trong hệ quán tính K

A. không thay đổi.

B. co lại, tỉ lệ nghịch với tốc độ của thước.

C. dãn ra, phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của thước.

D. co lại theo tỉ lệ \(\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} \)

Phương pháp giải

Trong hệ quy chiếu quán tính độ dài tỉ lệ với \(\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} \) và làm vật co lại

Hướng dẫn giải

- Khi một cái thước chuyển động dọc theo phương chiều dài của nó, độ dài của thước đó trong hệ quán tính K co lại theo tỉ lệ \(\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} \)

- Chọn đáp án D.

3. Giải bài 3 trang 256 SGK Vật lý 12 nâng cao

Tính độ co độ dài của một cái thước có độ dài riêng bằng 30cm, chuyển động với tốc độ v=0,8c.

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức:

\(l = {l_0}\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} \) để tính độ dài

- Độ co độ dài là: Δl=l0−l

Hướng dẫn giải

Thước có chiều dài riêng l0=30 (cm) chuyển động với tốc độ v=0,8c thì chiều dài của thước trong hệ quán tính K là:

\(\begin{array}{l} l = {l_0}\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} \\ = 30\sqrt {1 - \frac{{{{\left( {0,8c} \right)}^2}}}{{{c^2}}}} = 30.0,6 = 18(cm). \end{array}\)

Do đó độ co của thước là: Δl=l0−l=30−18=12(cm)

4. Giải bài 4 trang 256 SGK Vật lý 12 nâng cao

Một đồng hồ chuyển động với tốc độ v=0,8c. Hỏi sau 30 phút (tính theo đồng hồ đó) thì đồng hồ này chậm hơn đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên bao nhiêu giây ?

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức:

\({\rm{\Delta }}t = \frac{{{\rm{\Delta }}{t_0}}}{{\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\) để tính độ co về thời gian

- Thời gian chậm hơn được tính bằng: t =Δt - Δt0

Hướng dẫn giải

- Đồng hồ chuyển động với tốc độ 0,8c.

- Cho Δt0=30 phút thì

\(\begin{array}{l} {\rm{\Delta }}t = \frac{{{\rm{\Delta }}{t_0}}}{{\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\\ = \frac{{30}}{{\sqrt {1 - \frac{{{{\left( {0,8c} \right)}^2}}}{{{c^2}}}} }} = \frac{{30}}{{0,6}} = 50 (phút) \end{array}\)

Do đó đồng hồ này chậm hơn đồng hồ gắn với quan sát viên là 

t =Δt - Δt0 = 50 - 30 = 20 phút.

Ngày:28/10/2020 Chia sẻ bởi:

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM