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図解・相対性理論

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[0] あいーんしゅたいん 2007/11/21 00:42

古い本なのですが、講談社ブルーバックスから出版されている
「図解・相対性理論」池田和義 著 の内容で質問があります。

この本のP.77の図で、なぜ直角三角形PQOが相対論三角形ABCと
相似なのか、証明が載っていないので分かりません。

どなたかこの本を読んだことがありましたら、分かりやすく教
えてください。よろしくお願いします。

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[40] ガリレオ 2007/12/23 17:27

>>36
駅に静止している電車があるとする。その電車の後ろにあるデッキから
ボールを時速100�で飛ばせば時速100�分の距離を飛ぶ。常識である。
勿論、電車に乗ってる観察者から見ても、駅にいる観察者から見ても
状況は一緒である。常識である。ここまではよろしいですね。

さて、今度は等速直線運動で時速100�で東向きに走る電車の進行方向
と反対向きに、これまた同じ速度でボールを発射した場合、ボールは
電車の観察者から見ても、駅にいる観察者から見てもすぐに落ちたよ
うに見える。それはすでにテレビで実験済みである。http://q.hatena.ne.jp/1187006509
ここまではよろしいですね。

等速直線運動で動いている電車に乗ってる観察者から見たボールの飛ぶ
距離は、静止している電車に乗ってる観察者から見た電車から飛ばした
ボールの距離と一緒であるが、落ちた場所は違う。
ここまではよろしいですね。

電車の観察者から見ても、ボールはその場に落ちています。ただし、
電車は動いているのでその場に落ちているようには見えません。

つまり、水平飛行してから落下したと勘違いするかもしれないという
ことです。これを勘違いしないで完璧にその場で落下したことを確認
する方法があります。まず観察者に見えるのはレールだけだとします。
この状況では電車が動いているのか、静止しているのかを確認するこ
とはできません。

ボールの中に仕掛けをして、ボール自身で0.5秒後に水平方向に飛んで
いるか、垂直方向に落ちているかを判断できる機器を組み込みます。そし
て、垂直方向に落ちていると判断したら直ぐに爆発するようにセットしま
す。これで、電車に乗っている観察者は、爆発するかどうかを見ることに
よってボールが水平方向に飛んだのか、それとも垂直方向に落ちたのかを
判断することができます。つまり、静止か等速直線運動かを、電車に乗っ
ている観察者が完璧に判断できるということです。

ガリレイの相対性原理とは、あらゆる慣性系で力学の法則は同じで
あるということである。しかし、慣性系には、厳密に2種類しかない。
それは静止と等速直線運動だけである。従ってこの静止と等速直線運動
が力学の法則は同じであるということなので、静止と等速直線運動は
区別できないという結論になるということである。常識である。
ここまではよろしいですね。

結論として、上の電車とボールの説明で、静止と等速直線運動は区別
できるということを理路整然と説明しているので、ガリレイの相対性
原理は間違っているということを証明しており、慣性の法則の一部の
結論である、静止と等速直線運動は区別できないという結論は明らか
に間違っているということを証明しているということである。
常識である。ここまではよろしいですね。

なお、この文章に反論するには、厳密な思考実験によって理路整然と
説明、証明する以外には受け入れられない。常識である。

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