题目
当飞船从地球旁边飞过时,其速度方向与地面平行,大小为 v. 宇航员手握米尺,并将尺从平行与飞船的运动方向转到垂直方向.问宇航员会发现什么? [ ]A. 米尺变短B. 米尺变长C. 米尺不变D. 米尺变为原来的一半
当飞船从地球旁边飞过时,其速度方向与地面平行,大小为 v. 宇航员手握米尺,并将尺从平行与飞船的运动方向转到垂直方向.问宇航员会发现什么? [ ]
A. 米尺变短
B. 米尺变长
C. 米尺不变
D. 米尺变为原来的一半
题目解答
答案
C. 米尺不变
解析
步骤 1:理解相对论效应
根据狭义相对论,当物体以接近光速的速度运动时,其长度在运动方向上会发生收缩,这种现象称为洛伦兹收缩。然而,这种收缩仅发生在物体运动的方向上,垂直于运动方向的长度不会发生变化。
步骤 2:分析米尺的运动方向
题目中提到,宇航员手握的米尺从平行于飞船运动方向转到垂直于飞船运动方向。这意味着米尺的长度在垂直于飞船运动方向上测量,而飞船的运动方向与地面平行。
步骤 3:判断米尺长度的变化
由于米尺在垂直于飞船运动方向上测量,根据相对论效应,垂直于运动方向的长度不会发生变化。因此,宇航员会发现米尺的长度不变。
根据狭义相对论,当物体以接近光速的速度运动时,其长度在运动方向上会发生收缩,这种现象称为洛伦兹收缩。然而,这种收缩仅发生在物体运动的方向上,垂直于运动方向的长度不会发生变化。
步骤 2:分析米尺的运动方向
题目中提到,宇航员手握的米尺从平行于飞船运动方向转到垂直于飞船运动方向。这意味着米尺的长度在垂直于飞船运动方向上测量,而飞船的运动方向与地面平行。
步骤 3:判断米尺长度的变化
由于米尺在垂直于飞船运动方向上测量,根据相对论效应,垂直于运动方向的长度不会发生变化。因此,宇航员会发现米尺的长度不变。