Relatividad especial, calcular velocidad

Supongamos que una nave espacial viaja a una estrella a 8 años luz de distancia, en un tiempo que su tripulación considera 8 años. ¿Cómo calculamos la velocidad del barco? Es tan simple como decir: como la estrella está a 8 años luz y tarda 8 años, deberían viajar a v = C ? ¿O hay alguna otra manera de hacer esto?

"... ¿deberían viajar a v=c?" No, si pudieran viajar a cerca de v=c, entonces el viaje tomaría alrededor de 8 años según sus amigos en la Tierra, pero para la tripulación parecería que el viaje no tomó nada de tiempo y llegaron a la estrella instantáneamente. Trate de esbozar el problema y también escriba la ecuación para la dilatación del tiempo y piénselo.

Respuestas (2)

Supongamos que van con la velocidad. v wrt sus amigos terrenales. Entonces, para ellos (ahora en adelante 'ellos' se refieren a la tripulación de la nave espacial a menos que se indique lo contrario) la distancia inicial es yo 0 1 v 2 / C 2 y el planeta se acerca a ellos a la velocidad de v . Dónde yo 0 es de 8 años luz. Ahora, en su marco, el planeta tarda 8 años en alcanzarlos.

Por lo tanto, 8 = 8 ( C / v ) 1 v 2 / C 2 Entonces, v = C / 2 .

La respuesta es correcta, y @Dvij hizo un buen razonamiento.

Solo para explicarlo, que es matemática fácil (pero puede ser confuso debido a los dos 8, lo que confundirá a la mayoría de las personas, aunque uno es el tiempo y el otro la distancia. Podrían haber sido números desiguales), su ecuación con los dos 8 es conceptualmente:

8 años = tiempo en su marco = distancia/v en su marco

O 8 y = 8 ly/c = distancia/v en su marco

Esto es 8 = cx yo 0 1 v 2 / C 2 /v donde hemos usado la ecuación de Dvij para la distancia contraída de Lorentz, que por supuesto es correcta.

Eso lleva a esta última ecuación, y si establecemos yo 0 = 8 ly, conseguimos

1 v 2 / C 2 xc/v = 1

Y luego fácilmente v = c/ 2

Esa es su respuesta y es correcta, conceptual y matemáticamente. Hizo algunas traducciones de unidades mentales entre years y ly.