منظور از سرعت نسبی چیه؟

آیا سرعت نسبی همون مبحث غیردوست داشتنی مدرسه‌ست که با کلی فرمول می‌کننش توی مخمون؟ یا شاید یه کاربرد واقعی و زنده‌ست که بسیار جالبه! بریم ببینیم. :>

سلام سلام لانایا/مون هستم با یه مطلب دیگه.🚶🏻‍♀️ (ببخشید اگه این مطلب بی‌نقص نیست، کلا توی فیزیک اونقدری خبره نیستم، اما این نظریه باحال بود و مثل همیشه رفتم تحقیق کردم🪄) ۱. مفهوم پایه‌ای سرعت نسبی سرعت نسبی یعنی اندازه‌گیری سرعت یک جسم، از دید هر ناظر دیگه‌ای. ممکنه اونم سرعت داشته باشه... ممکنه هم جهت با اون باشه یا خلاف جهت و غیره. خلاصه محدودیت نداره. فرض کن روی یه قطار نشستی و داری از پنجره بیرون رو نگاه می‌کنی. درخت‌های کنار ریل رو می‌بینی که به سمت عقب حرکت می‌کنن. اما این درواقع از دید تو هست و درخت‌ها از دید زمین ثابتن! درواقع ما اینجا دو تا مرجع رو درنظر گرفتیم. این یعنی: حرکت همیشه نسبیه — هیچ نقطه‌ی مرجع "مطلقی" وجود نداره. ۲. چارچوب مرجع برای اینکه بتونیم سرعت رو اندازه بگیریم، باید یه چارچوب مرجع تعریف کنیم. چارچوب مرجع درواقع عین اینه که یه نقطه‌ی دید برای خودمون مشخص کنیم. به مثال می‌زنم. چهارچوب مرجع ۱: زمین ماشین: ۸۰ km/h و تراکتور: ۶۰ km/h (هم‌جهت) چهارچوب مرجع۲: تراکتور ماشین: ۲۰ km/h و تراکتور: ثابت دیدید؟ همون ماشین، از دو دید مختلف، دو سرعت متفاوت داره!

۳. تبدیلات گالیله تبدیلات گالیله راجع به رابطه‌ی بین دو چارچوب مرجعه که اونو با یه مثال توضیح می‌دم، البته فکر کنم تا همین الانشم تقریباً فهمیده باشینش. •ماشین A با سرعت ۱۰۰ نسبت به زمین حرکت می‌کنه. ماشین B با سرعت ۸۰ نسبت به زمین حرکت می‌کنه. سرعت نسبی A نسبت به B می‌شه: 100−80=20 دوتا نکته هست: موقعیت نسبی تغییر می‌کنه. زمان برای همه‌شون ثابته.

۴. نسبیت خاص انیشتین مشکل وقتی شروع می‌شه که سرعت‌ها خیلی بزرگ باشن. یعنی نزدیک به سرعت نور. انیشتین دو چیز رو متوجه شد: الف) سرعت نور ثابته صرف‌نظر از اینکه چه کسی و با چه سرعتی حرکت می‌کنه، سرعت نور همیشه برابر c است (حدود ۳۰۰,۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه). این با فرمول گالیله جور نیست! چون اگه تو با سرعت ۱۰۰,۰۰۰ km/s حرکت کنی و نور با ۳۰۰,۰۰۰ km/s بیاد، انتظار داری نور با سرعت ۲۰۰,۰۰۰ دیده بشه. ولی خب این‌طوری نیست! ب) زمان و طول تغییر می‌کنن انیشتین با یه سری فرمول‌های سخت و عجیب که ترجیح می‌دم اینجا ننویسمشون، دوتا چیز خیلی خیلی جالب رو توضیح داد: •زمان نسبی‌عه — یعنی مثلاً یه ساعت متحرک، کندتر کار می‌کنه •طول نسبی‌عه — یعنی جسم متحرک، کوتاه‌تر دیده می‌شه

حالا مثلا یه چیز باحال! فرض کنید یه نفر ساکن ایستاده و یه نفر دیگه با سرعت ۵ km/h راه می‌ره. از دید نفر A: A ساکنه B با ۵ km/h حرکت می‌کنه از دید نفر B: B ساکنه (چون خودش رو مرجع قرار می‌ده) A با ۵ km/h در جهت مخالف حرکت می‌کنه! یعنی توی فیزیک، ممکنه اگه مرجع های مختلف رو در نظر بگیریم، یه چیز ساکن، متحرک بشه. جالبه نه؟🤌🏻

یه چند تا چیز جالب دیگه هم راجع به سرعت نسبی هستن! ۱. پارادوکس دوقلوها یه دوقلو با سفینه‌ی فضایی با سرعت نزدیک به نور می‌ره فضا. وقتی برمی‌گرده، جوان‌تر از دوقلوی زمینیه! چون ساعت متحرک، همون‌طور که گفتم کندتر کار می‌کنه. اگه با ۰.۹۹۹ سرعت نور بری و برگردی، شاید فقط ۱ سال برات گذشته باشه ولی روی زمین ۲۲۵ سال گذشته! 🚶🏻‍♀️🕰️⏳

۲. همزمانی نسبیه دو اتفاق که برای یه ناظر همزمان هستن، برای یه ناظر دیگه همزمان نیستن! مثلاً: توی قطار در حال حرکت، یه صاعقه به جلو و عقب قطار می‌خوره کسی که وسط قطاره، هر دو رو همزمان می‌بینه ولی کسی که بیرونه، یکی رو زودتر می‌بینه (چون نور باید مسافت کمتری طی کنه) [به‌خاطر فاصله. کسی که درون قطاره دو تا صاعقه به فاصله ½ L هستن ازش. بنابراین اونا رو باهم می‌بینه اما اونی که بیرونه؟ خب نه.) این یکی از عجیب‌ترین نتایج نسبیته!

۳. رنگ نور تغییر می‌کنه! اگه یه ستاره از ما دور بشه، نورش قرمزتر دیده می‌شه. اگه نزدیک بشه، آبی‌تر دیده می‌شه. به این می‌گن اثر داپلر نسبیتی. ستاره‌شناس‌ها از همین روش فهمیدن کهکشان‌ها دارن از ما دور می‌شن! 🌌🔴 (اینم ربط به سرعت نسبی داره. فرض کن یه آمبولانس ازت دور یا نزدیک میشه. در هر حالت، صداش تغییر می‌کنه. بم تر یا کشیده تر میشه. توی نورم همینه! اما چون نور سرعتش ثابته، طول موجش تغییر می‌کنه و باعث میشه رنگ های تغییر کنن. (شیمی دهم) )

۴. هیچ‌وقت به نور نمی‌رسی. هرچی سرعتت رو بیشتر کنی، باز هم نور ازت جلوتره. چون سرعت نور حدِ سرعته! فکرشو بکن: اگه با ۹۹٪ نور بری و یه سفینه با ۹۹٪ نور بفرستی، جمع نمی‌شن! می‌شه همون ۹۹٪ — نه ۱۹۸٪! کلا نور خیلی عجیبه :))

حالا اینا به چه درد می‌خوره؟ GPS: باید نسبیت رو حساب کنیم، تا موقعیت‌یابی دقیق باشه مطالعه‌‌ی ذرات: ذرات با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کنن فیزیک نجومی: سیاه‌چاله‌ها و غیره، همگی به سرعت و نسبیت ارتباط دارن. و به درد باز کردن مغز چند تا نوجوون بیکار که حوصله‌شون سر رفته و اومدن تستچی هم می‌خوره🦥✨