Комментарий теории:#2 
Хуснулла Алсынбаев » 15 авг 2024, 06:49
Задача на относительность.
Задачка лёгкая, но ответственная.
Имеется плоская система координат x-y, x- по горизонтали, y- по вертикали. В начале координат стоит человек А с часами и с мишенью, через 16 000 метров по x стоит второй человек Б, тоже с часами и с мишенью. Ровно по середине, т. е. между А и Б стоит третий человек С, тоже с часами, но с пулемётом. Пулемёт стреляет одновременно в сторону А и в сторону Б с частотой 1 пуля в секунду в каждую сторону, причём пуля вылетает ровно и точно в середине каждой секунды, а не как-то в начале или где-то около конца секунды. Скорость пуль 500 метров в секунду. Четвёртый человек Д стоит в стороне, как наблюдатель и тоже с такими же часами, пусть это будет человек решающий эту задачу. У всех часы синхронизированы, надёжные, Швейцарские, но часы необычные, всего одна стрелка и за 10 секунд делает один оборот.
Все четыре человека одновременно запускают часы и одновременно с запуском часов, тут же начинает стрелять пулемёт одновременно в сторону А и в сторону Б, и стреляет в течении 10 секунд по одной пуле в секунду. Т. е. в течении 10 секунд пулемёт выпускает по 10 пуль в каждую сторону. Сопротивление воздуха не учитываем или же, всё дело происходит в космосе, где нет воздуха, или иной среды.
Естественно, и само собой разумеется, что через (8000м / 500м/сек) = 16 секунд, А и Б начнут получат по мишеням по 10 пуль в течении 10 секунд. Эту задачу все три человека, А, Б и Д решат правильно и без проблем, поскольку все они всё видят и всё знают, что и как происходит.
Теперь чуть-чуть усложним задачу.
Перед А и Б повесим некий тонкий и тёмный материал, чтоб они не видели и не знали, что происходит с С. Пули, пробивают материал без сопротивления. Но А и Б точно знают, что пулемёт выпускает пули с частотой 1 пуля в секунду и сбоев не бывает. Человек Д видит и знает всё в реальности. Человек С, знает только то, что пулемёт стреляет точно по часам, остальное ему по барабану.
Одновременно с началом отсчёта времени и началом стрельбы, человек С с пулемётом начинает двигаться в сторону Б с постоянной скоростью 200 метров в секунду.
Нужно стороннему наблюдателю Д определить, через какое время, после начала стрельбы, мишени А и Б получат первую и последнюю пулю? В течении какого времени они получат по 10 пуль?
Нужно узнать, как и о чём думают и как решают эту задачу А и Б, каждый на своём месте, к какому выводу они придут, ведь у них частота попадания пуль по мишеням изменилась, по показаниям их часов. Как А и Б будут решать задачу и какому выводу придут, когда они встретятся? У обоих одновременно не могут испортится часы и их показания в разные стороны, у одного в минус, у другого в плюс. Они не знают и не ведают, что С с пулемётом куда-то движется с какой-то скоростью.
Задачу решаем все вместе, кто как умеет и как соображает. Пожалуйста, свои решения описывайте по подробней, чтоб другой, даже первобытный и горбатый, понимал, что и как так, зачем и почему так. После того, как первый решит правильно, я усложню условия задачи. Это очень интересная и занимательная головоломка, через это начнут элементарно понимать, что никакого удлинения и сокращения времени и длины не происходит, всё это натуральный умозрительный обман или фокус. Бывают фокусы зрительные, бывают умственные, физики, в основном, занимаются умозрительными фокусами, т. е. они изначально крутят и вертят обывателя через условия задачи и через это подводят к тому, как и чего они хотят, т. е. физики. Кручу верчу, обмануть хочу. Не обманешь, не проживёшь и святых не бывает, бывают только верующие святоши с лапшой на ушах.
Решаем задачу на относительность.
В первом случае, когда пулемёт неподвижен, он стреляет с частотой одна пуля в секунду и А, Б и Д фиксирую попадание пуль в мишени тоже одна пуля в секунду, но с запаздыванием на 16 секунд.
Рассмотрим второй случай, когда пулемёт движется с постоянной скоростью 500 метров в секунду и пули летят в мишень А. Расчёты делает сторонний наблюдатель Д. Пулемёт движется от точки С в сторону Б.
Определяем время t с момента вылета пуль из пулемёта С до попадания в мишень А по
t = s / v -------------------------------------------------- ( 1 )
где s – расстояние в момент вылета от С до мишени А
s = sн + sс ----------------------------------------------- ( 2 )
где sн = 8 000м – расстояние в момент начала движения пулемёта С
sс – расстояние пройденное пулемётом с момента начала движения до момента выстрела
sс = vс * tс ----------------------------------------------- ( 3 )
( 3 ) подставляем в ( 2 )
s = sн + sс = sн + ( vс * tс) ---------------------------- ( 4 )
где vс = 200м/сек – скорость пулемёта С относительно А
tс – время с момента начала движения до момента выстрела
tс = 0,5сек – момент первого выстрела
Из ( 4 ) получаем
s = sн + ( vс * tс) = 8000м + (200м/сек * 0,5сек) = 8100м
v – скорость пули относительно А при движении пулемёта С
v = vп – vс ----------------------------------------------- ( 5 )
где vп = 500м/сек – скорость пули относительно С
vс = 200м/сек – скорость пулемёта С относительно А
v = vп – vс = 500м/сек – 200м/сек = 300м/ сек
Подставляем ( 4 ) и ( 5 ) в ( 1 ) и получаем
t = s / v = {sн + (vс * tс)} / (vп – vс) ---------------- ( 6 )
Первая пуля вылетает из С через 0,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 0,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 8100м / 300м/ сек = 27,0сек
Первая пуля прилетела в А не через 16 секунд, а через 27,0 секунды
Вторая пуля вылетает из С через 1,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 1,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 8300м / 300м/ сек = 27,667сек
Третья пуля вылетает из С через 2,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 2,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 8500м / 300м/ сек = 28,333сек
Четвёртая пуля вылетает из С через 3,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 3,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 8700м / 300м/ сек = 29,0сек
Пятая пуля вылетает из С через 4,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 4,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 8900м / 300м/ сек = 29,0сек
Шестая пуля вылетает из С через 5,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 5,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 9100м / 300м/ сек = 30,333сек
Седьмая пуля вылетает из С через 6,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 6,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 9300м / 300м/ сек = 31,0сек
Восьмая пуля вылетает из С через 7,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 7,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 9500м / 300м/ сек = 31,666сек
Девятая пуля вылетает из С через 8,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 8,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 9700м / 300м/ сек = 32,333сек
Десятая пуля вылетает из С через 9,5 секунд и прилетит в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (200м/сек * 9,5сек)} / (500м/сек – 200м/сек) = 9900м / 300м/ сек = 33,0сек
Как видим из расчётов, при скорости пулемёта С vс = 200м/сек, пули стали прилетать в мишень А с частотой не одна пуля в секунду, а одна пуля за (1 + 0,666) = 1,666 секунды.
Для примера берём скорость пулемёта С vп = 50м/сек
Первая пуля вылетает из С через 0,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (50м/сек * 0,5сек)} / (500м/сек – 50м/сек) = 8025м / 450м/ сек = 17,833сек
Первая пуля прилетела в А не через 16 секунд, а через 17,833 секунды
Вторая пуля вылетает из С через 1,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (50м/сек * 1,5сек)} / (500м/сек – 50м/сек) = 8075м / 450м/ сек = 17,944сек
Десятая пуля вылетает из С через 9,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (50м/сек * 9,5сек)} / (500м/сек – 50м/сек) = 8475м / 450м/ сек = 18,933сек
При скорости пулемёта С vс = 50м/сек, пули стали прилетать в мишень А с частотой не одна пуля в секунду, а одна пуля за (1 + 0,111) = 1,111 секунды.
Для примера берём скорость пулемёта С vп = 450м/сек
Первая пуля вылетает из С через 0,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (450м/сек * 0,5сек)} / (500м/сек – 450м/сек) = 8225м / 50м/ сек = 164,5сек
Первая пуля прилетела в А не через 16 секунд, а через 164,5 секунды
Вторая пуля вылетает из С через 1,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (450м/сек * 1,5сек)} / (500м/сек – 450м/сек) = 8675м / 50м/ сек = 173,5сек
Десятая пуля вылетает из С через 9,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (450м/сек * 9,5сек)} / (500м/сек – 450м/сек) = 12275м / 50м/ сек = 245,5сек
При скорости пулемёта С vс = 450м/сек, пули стали прилетать в мишень А с частотой не одна пуля в секунду, а одна пуля за 1 + 9 = 10 секунды.
Для примера берём скорость пулемёта С vп = 500м/сек
Первая пуля вылетает из С через 0,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (500м/сек * 0,5сек)} / (500м/сек – 500м/сек) = 8250м / 0,0м/ сек = ∞сек
Первая пуля вообще не прилетела
Вторая пуля вылетает из С через 1,5 секунд и прилетает в точку А через
t = s / v = {sн + ( vс * tс)} / (vп – vс) = {8000м + (500м/сек * 1,5сек)} / (500м/сек – 500м/сек) = 8750м / 0,0м/ сек = ∞сек
И вторая пуля не прилетела, а девятая пуля тем более не прилетит.
При скорости пулемёта С vс = vп = 500м/сек, пули вообще не стали прилетать в мишень А, даже ни одной пули в мишень А за бесконечное множество секунд, т. е. пулемёт стреляет, но пули не вылетают из пулемёта. Чудеса из чудес!
Интересно, если некий фотономёт или некий осциллятор фотонов или волн движется от неподвижной мишени со скоростью света, то фотоны или волы назад в мишень прилетят, или нет? А если и прилетят, то с какой частотой?
Случай, когда пули летят в мишень Б, посмотрим в следующем кино.
С уважением, Хуснулла
