Fysik

Relativitetsteori: rumraket, tidsforskydning mm.

10. april 2005 af Julie J (Slettet)
Hej derude!

Jeg har brug for noget hjælp til følgende lange opgave:
Jens lyn flyver i en rumraket med hastigheden 0,99c i forhold til en rumstation. Hastigheden ændres ikke, da brændstoffet er brugt op. Efter en time sendes en jagtraket efter ham, med hastigheden 0,999c i forhold til rumstationen.
Jagtraketten indhenter Jens lyn. I så kort et tidsrum, at der kan ses bort fra det, sker der følgende: Jagtraketten nedbremses til redningsrakettens hastighed, Jens Lyn angribes og overmandes, der udsendes et sejrsbudskab på frekvensen 1440MHz, og jagtraketten vender om og accelererer, til dens hastighed igen på 0,999c.
1) Hvor lang tid går der på rumstationens ure, fra det øjeblik Jens Lyn stikker af, til han igen føres ombord på rumstationen?
2) Hvad er gammafaktoren for redningsraketten? For jagtraketten?
3) Hvor lang tid tager flugtforsøget ifølge Jens Lyns eget ur?
4) Hvor lang tid tager flugtforsøget ifølge forfølgernes ure?
5) Med hvilken hastighed ser Jens Lyn jagtraketten hale ind på sig?
6) På hvilken frekvens modtager rumstationen sejrsbudskabet?
7) Hvor lang tid går der på rumstationen, fra sejrsbuskabet modtages, til sejrsherrerne ankommer?

Jeg ved godt det er en lang opgave, men jeg har virkelig brug for noget hjælp! Jeg kan regne opgave 2, men resten er jeg helt væk i – håber der er nogen, der kan hjælpe! På forhånd tak.


Brugbart svar (0)

Svar #1
10. april 2005 af Lurch (Slettet)

er opgaven skrevet helt nøjagtig af? jeg forstår ikke helt hvad det er man skal se væk fra? Det lyder som om man kun skal antage der går 1 time for hele forløbet?

Svar #2
10. april 2005 af Julie J (Slettet)

Nej, ikke helt nøjagtig, men her er opgavetekstens fulde længde:
”De hornede træmænd har fanget Jens Lyn, og deres rumstation ligger nu i hvile i kosmos. Det lykkes Jens Lyn at flygte i en lille redningsraket, der, efter en kortvarig acceleration, som her kan ignoreres, opnår hastigheden 0,99c i forhold til en rumstation. Herefter ændres hastigheden ikke, da brændstoffet er brugt op! Efter en times forløb opdages flugten af de hornede træmænd, der straks sender en bemandet jagtraket. Efter kortvarig acceleration, der igen kan ignoreres, opnår de en hastighed på 0,999c i forhold til rumstationen.
Jagtraketten indhenter Jens Lyn. I så kort et tidsrum, at der kan ses bort fra det, sker der følgende: Jagtraketten nedbremses til redningsrakettens hastighed, Jens Lyn angribes og overmandes, der udsendes et sejrsbudskab på frekvensen 1440MHz, og jagtraketten vender om og accelererer, til dens hastighed igen på 0,999c.

1) Hvor lang tid går der på rumstationens ure, fra det øjeblik Jens Lyn stikker af, til han igen føres ombord på rumstationen?
2) Hvad er gammafaktoren for redningsraketten? For jagtraketten?
3) Hvor lang tid tager flugtforsøget ifølge Jens Lyns eget ur?
4) Hvor lang tid tager flugtforsøget ifølge forfølgernes ure?
5) Med hvilken hastighed ser Jens Lyn jagtraketten hale ind på sig?
6) På hvilken frekvens modtager rumstationen sejrsbudskabet?
7) Hvor lang tid går der på rumstationen, fra sejrsbuskabet modtages, til sejrsherrerne ankommer?

Brugbart svar (0)

Svar #3
10. april 2005 af Lurch (Slettet)

de er lidt tricky sådan nogel opgaver, da man hele tiden skal holde styr på i hvilket system man betragter.
Jeg har kun mit kendskab om relativitetsteori fra min 3.g opgave jeg skrev for over 2 år siden, så jeg komemr bare med lidt bud
1) der går noget tid før det ene skib når det andet
for jagtskibet må der vel gælde,
v(jens)*t + s(0) = v(jagt)*t
0,99c*t + 0,99c*60*60s = 0,999*t
t = 396000s =110h
på rumskibet er der så gået tiden,
t=t(o)/kvrd(1-(v/c)^2)
t=110h/kvrd(1-(0,999c/c)^2)=2460h

siden skibvet også skal tilbage igen, og der gik en time før flugten blev opdaget er den samlede tid
T=2t+1h=4922h=205 dage

det lyder vildt, men sådan ville jeg umiddelbart regne den



Brugbart svar (0)

Svar #4
10. april 2005 af Lurch (Slettet)

argh, fik lige rodet rundt i lidt ting, prøver igen

1) der går noget tid før det ene skib når det andet
i forhold til jagtskibet må der vel gælde,
v(jens)*t + s(0) = v(jagt)*t
0,99c*t + 0,99c*60*60s = 0,999*t
t = 396000s =110h
dette er den tid det vil tage at indhente jens, set fra jagtskibet.

på rumstationen er der så gået tiden,
t=t(o)/kvrd(1-(v/c)^2)
t=110h/kvrd(1-(0,999c/c)^2)=2460h

siden jagtskibet også skal tilbage til rumstationen igen, og der gik en time før flugten blev opdaget er den samlede tid
T=2t+1h=4922h=205 dage

det lyder vildt, men sådan ville jeg umiddelbart regne den

Brugbart svar (0)

Svar #5
10. april 2005 af Lurch (Slettet)

hvordan kan det egentlig være du ahr om relativitetsteori i 2.g ?

Svar #6
10. april 2005 af Julie J (Slettet)

Tak, for hjælpen - jeg prøver lige at kikke på det, så vender jeg tilbage hvis det giver problemer :)

Er det ikke normalt at have om relativitetsteori i 2.g?

Brugbart svar (0)

Svar #7
10. april 2005 af Lurch (Slettet)

nogle har det som valgfrit emne. Ellers er det ikke noget man har i gymnasiet overhovedet.

Svar #8
10. april 2005 af Julie J (Slettet)

Okay, jeg vidste ikke det var valgfrit.

Jeg forstår ikke det her:
"på rumstationen er der så gået tiden,
t=t(o)/kvrd(1-(v/c)^2)
t=110h/kvrd(1-(0,999c/c)^2)=2460h "
Hvordan ved du det? Er det bare en kendt formel, eller hvad?

Brugbart svar (0)

Svar #9
10. april 2005 af Lurch (Slettet)

i det der er en tidsforlængelse når hastighederne er så tæt på c, er tiden anderledes på rumsationen end den er på jagtskibet.

tidsforlængelsen er givet ved formlen

t=t(0)/kvrd(1-(v/c)^2)
eller
t=t(0)*gamma

gammafaktoren er
g= 1/kvrd(1-(v/c)^2)

du kan eventuelt kigge lidt på min SSO om emnet
https://www.studieportalen.dk/opg/ungdomsopg.php?o=1285

Brugbart svar (0)

Svar #10
10. april 2005 af Lurch (Slettet)

t(0) er den tid der er gået i forhold til det system der er i hvile i forhold til bevægelsen, i dette tilfælde, altså jagtskibet.

Skriv et svar til: Relativitetsteori: rumraket, tidsforskydning mm.

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.