הסרטון השני בסדרה מציג את הבעיה שהולידה את תורת היחסות של אינשטיין. כשג'יימס קלרק מקסוול ניסח את משוואותיו לתיאור השדות האלקטרומגנטיים, עלה מהן שהן גלים אלקטרומגנטיים כלומר גלי אור שמתקדמים במהירות קבועה שכיום אנו מכנים בשם "מהירות האור".

בסרט הקודם למדנו שעל פי היחסות הקלאסית אי אפשר לומר דבר כזה, כי עלינו לשאול ביחס למה נעים הגלים במהירות הזו. הרעיון החדשני שהעלה אלברט אינשטיין היה שהאור נע תמיד באותה מהירות ביחס לכל צופה, וכתוצאה מכך כל אחד מהצופים אמנם רואה מהירות אחידה של האור, אולם גדלים אחרים כגון זמן ומרחק ייראו שונים מעיניהם של צופים שונים. בסרטים הבאים בסדרה יורחב הדיבור על כך.

 

 

הסרטון הופק על ידי Cassiopeia project. הסרטון תורגם בידי צוות האתר דוידסון אונליין

ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

5 תגובות

  • א.עצבר

    תורת היחסות לא משקפת את המציאות

    תורת היחסות לא משקפת את המציאות
    בתורת היחסות המרחב האינסופי הוא ריק, והוא גם נח מוחלט.
    רק האור נע במרחב הזה.
    מהירות האור ביחס למרחב הריק היא קבועה, וערכה כ 300000 ק"מ בשנייה.
    בתורת היחסות ,כל הגופים הממשיים במרחב הריק נמצאים במקומם המוחלט ללא תנועה.
    לכן, לגבי כל גוף ממשי, מהירות האור היא קבועה .
    ואולם, לגופים הממשיים יש גם תנועה יחסית, הנתפסת על ידי צופה ממשי שגם הוא נע יחסי.
    ראובן נוסע עם מלגזה על גבי משטח משאית, שנעה (בכיוון הפוך)על סיפון אוניה, ששטה בכיוון הפוך
    התנועה היחסית היא ממשית לגבי צופה ממשי שהוא תמיד נע יחסי.
    המעקב אחרי תנועות יחסיות של גופים יגלה כי הם נמצאים במצב של מנוחה מוחלטת במרחב הריק.
    רק האור נע במרחב הריק במהירות קבועה ביחס למרחב הריק.
    לכן, מהירותו קבועה עבור כל הגופים, כיוון שאלה נמצאים תמיד במנוחה מוחלטת במקומם שלהם.
    לכן, בין כל שני גופים ממשיים יש כמות של מרחק וכמות של זמנאור.
    זמנאור הוא זמן חסר כיוון, כיוון שכל צופה יכול לטעון שהצופה האחר נמצא בעתיד שלו.
    ומהי המציאות ?
    המרחב האינסופי מלא בזמן סטטי שהוא נח מוחלט וקר מוחלט.
    הזמן הסטטי הוא התווך של גלי זמן הנעים במהירות קבועה C
    כל הגופים הממשיים נעים בתנועה מוחלטת, וגוף נח לא קיים.
    מהירות גלי הזמן לא משפיעה ואינה מושפעת מתנועת הגופים הממשיים.
    א.עצבר

  • ירון גרוס

    חיבור מהירויות

    אוקי אני אתייחס לכל נושא בנפרד
    א) לגבי הצניחה - אני משער שהסיבה לכך ש"עפת" לכיוון זנב המטוס הוא שבעוד שלמטוס יש מנוע ששומר עליו במהירות קבועה למרות התנגדות האוויר, אתה שאתה קל מאוד ביחס למטוס, ובנוסף לכך הביגוד של הצניחה רק מגדיל את שטח הפנים שלך ומעלה את התנגדות האוויר, הושפעת מאוד מהחיכוך עם האוויר והאטת. למעשה לא עפת לכיוון הזנב, המשכת לעוף קדימה רק שמהירותך קטנה בעוד שהמטוס המשיך קדימה באותה המהירות ולכן נראה היה לך שאתה עף אחורה

    אני לא מבין את ההבדלה שאתה עושה בין הפצצה לכדור, שניהם ברגע נתון עוזבים את המטוס. עבור הפצצה אתה מסכים שהיא עוזבת את המטוס באותה מהירות כמוהו נכון? מה ההבדל מכדור הרובה? האם מה שמפריע לך שיורים את הכדור כשהוא עוד על המטוס? מה עם הרובה יהיה על הפצצה.. היא תיפול מטר מהמטוס ואז הרובה יירה? בעיניך התוצאה צריכה להיות שונה ועכשיו הכדור כן ישיג את המטוס? כמובן ששני המקרים זהים ובשני המקרים הכדור ינוע במהירות שהיא מהירות הקנה + מהירות הכדור ביחס לקנה. הרי הרובה עובד כך - הוא מקנה לכדור מהירות X ביחס לקנה. הקנה עצמו במהירות Y כי הוא על המטוס ולכן מהירות הכדור היא X + Y

    הדוגמה של הרכבת שהבאתי שאיתה אתה מסכים מוכיחה הכל למעשה. כל עוד מערכת לא מאיצות אחת ביחס לשניה, אי אפשר לדעת מי בתנועה ומי לא. אם אתה מסכים שבמערכת אחת "נראה" שהכדור משיג את הרכבת, אז בכל מערכת הוא ישיג אותה... אתה לא יכול לדעת שהרכבת שלך היא זו שזזה ולא הרכבת השניה בשום דרך (כל עוד אין תאוצה)
    באותו אופן תחשוב על מטוס שטס ליד המטוס עם הרובה באותה המהירות. הוא יראה כאילו המטוס שלידו עומד. וברגע נתון נורה ממנו כדור רובה... כמובן שהוא יראה את כדור הרובה טס קדימה ולא לאחור...

    לגבי הערך של המהירות שהועלה בסרט יכול להיות שהוא לא נכון. ניסויים של חיבורי מהירויות קלאסיים בוצעו. אני בעצמי ביצעתי מספר ניסויים פשוטים שכאלה במסגרת לימודי הפיזיקה בתיכון.
    חשוב לזכור שבניסוי אמיתי יש גדלים נוספים כמו למשל התנגדות האוויר שיש לקחת בחשבון, לכן אולי ניסויים עם מטוסים וכדורים הם יותר בעיתיים. במהירויות נמוכות ממש אין בעיה לבצע ניסויים כאלה (אני למשל ביצעתי ניסוי עם מכונית צעצוע שנוסעת במהירות מסוימת ויורה ממנה כדור מתכת כבד).

  • אברהם

    סירטון 2 מהירות האור

    בעזרהי"ת

    בסרטון הבאתם ניסוי מטוס טס ב 150 ומהירות לוע של רובה שנמצא עליו 100 מייל. שאלתם כיצד הכדור משיג את המטוס.
    רצוני לדעת האם הניסוי נעשה בדמיון או במציאות. כלומר האם נעשה ניסוי אמיתי עם אקדח קטן שהמהירות לוע שלו 1000 קמ"ש הנורה ממטוס שטס 1200 קמ"ש, האם יש סיבה שהוא יעקוף את המטוס. אני מבקש לדעת אם נעשה ניסוי כזה ולא תשובה על פי חוקי התנועה הכתובים.

  • ירון גרוס

    חיבור מהירויות קלאסי

    שלום אברהם
    הכדור אינו "משיג את המטוס" הוא נורה מהמטוס עצמו, ולכן לפי חוק חיבור מהירויות קלאסי פשוט מהירותו היא מהירות היציאה מהקנה שהיתה לו לא היה נורה מרובה במנוחה ועוד מהירות המטוס.

    לגבי ניסוי אמיתי. נערכו ניסויים רבים כאלה שהראו שבמהירויות נמוכות בהרבה ממהירות האר חוק זה נכון. אני לא יודע אם נערך ניסוי ספציפי בתנאים שאתה נתת. אבל אין ספק שטייסים רבים ירו קליעים מרובים שעל גבי המטוס שלהם (במטוסים מיושנים) והמטוס לא "משיג את הכדור" ונפגע בעצמו מהכדור שהוא ירה

    חשוב לזכור שבמהירויות שכאלה התנגדות הרוח עשויה להיות משמעותית. אין זו בעיה כמובן שכן ניתן להכניסה לחישובים של התנועה...

    תנסה לחשוב על בעיה אחרת. על מטוס המפיל פצצה. זה דומה לכדור רובה שיוצא עם מהירות לוע של אפס קמש... אם טייס רוצה להפיל פצצה שכזו על יעד (זו פצצה כבד התנגדות האוויר זניחה). האם אתה חושב שהוא צריך להפילה כשהוא מעל היעד בדיוק מאחר והיא פשוט נופלת למטה? כלומר שהפצצה תפגע ביעד המטוס כבר התקדם ולא היה מעליו? או שהפצצה יוצאת מהמטוס באותה המהירות כמו המטוס לכן היא לא רק נופלת כלפי מטה אלא גם נעה קדימה עם כיוון תנועת המטוס כל העת כך שטייס צריך לשחררה לפני שהוא מגיע ליעד כך שהיא תפגע בקרקע בדיוק כאשר המטוס עצמו הגיע מעל היעד?

    ניסוי זה למרבה הצער נערך אין ספור פעמיים (בתקופה בה השתמשו עדין בפצצות טיפשות, לדוגמה מלחמת העולם השניה)...

    בנוסף תן לי לתת לך דוגמה אחרת שאולי תסייע להסביר מדוע זה נכון. במקום מטוס ניקח רכבת שתעמוד במקום. עליה יעמוד אדם וירה ברובה כדור הנפלט במהירות של 400 קמש לדוגמה.. אתה עומד על רכבת לידה וצופה בנעשה ברור לך שהכדור יצא ויתרחק מהרכבת. כעת אותו דבר יתרחש רק שהרכבת שאתה עליה נוסעת ב600 קמש לכיוון ההפוך מירי הכדור. אתה לא יודע שאתה זה שנוסע כאשר אתה מסתכל החוצה זה נראה כאילו הרכבת השניה היא זו שנוסעת ב600 קמש ביחס אליך... והכדור של הרובה? הוא עדין נורה ממנה לכן הוא עדין "משיג" אותה והוא יראה לך כאילו הוא נע במהירות של 600 + 400 כלומר 1000 קמש...
    זה הענין בחיבור מהירויות... הכל יחסי. אתה כצופה לא יכול לדעת אם משהו במנוחה ואתה זה שנע, או שהוא נע ואתה במנוחה, בכל מקרה כל מה שמשנה הוא הפרש המהירויות ביניכם (בהנחה שאין כוחות שפועלים על שניכם, חשוב להדגיש, ואתם לא מאיצים האחד ביחס לשני)

  • אברהם

    סרטון

    בעזרהי"ת

    שלום ירון
    שאלתי לגבי הניסוי אם הוא אמיתי או לא היות שמהירות לוע של רובה הכי נמוכה שמוכרת לי היא 1000 קמש. בסרטון דברו על 100 מייל. לכן כל עוד שלא נעשה ניסוי אמיתי אי אפשר לסמוך על הניסוי התיאורטי.
    לא הבנתי תחילת דבריך, האם חיבור מהירות המטוס עם מהירות הלוע (250 מייל) תעקוף את המטוס שטס ב 150 או לא? לדעתי זה לא יקרה.
    מסכים אתך שמטוס צריך להטיל הפצצה לפני הגיעו ליעד כי מהירות המטוס מעיפה אותו קדימה. ואינו ראיה לדוגמא שבסירטון, כי התחתרות בין המטוס לכדור מתחילה מהנקודה שהכדור נפלט מהקנה ויציאתו התחילה ממהירות מאפס.
    זכור לי שבצניחה לא טסתי קדימה אלא לכוון זנב המטוס ואיני יודע להסביר זאת לאור הנאמר לעיל.

    כמובן בדוגמא של הרכבת שהבאת, הכדור מתרחק ממני במהירות 400 קמש ואני מתרחק ממנו במהירות 600 אזי לרואה מן הצד ניראה או שהכדור טס ב1000 קמש או אני טס ב1000 קמש לכוון ההפוך. מה זה מוכיח?

    מכל הנסיונות להוכיח על ידי השכל אני לא בא על סיפוקי. מה שמעניין אותי זו הוכחה שנעשתה במציאות מה היו תוצאותיה. במציאות כוונתי במהירות האמיתית ולמעשה בפועל.