Як змінюються лінійні розміри СТВ в рухомій системі відліку? Відповідь

Відповідь 1: Лінійні розміри СТВ (системи тіл і вимірника) змінюються в рухомій системі відліку за допомогою преобразування Галілея. Згідно з принципом релятивності, переміщення тіла в одній інерціальній системі відліку є таким самим, як і переміщення того самого тіла в іншій інерціальній системі відліку з пристроєм (вимірником), якщо рух системи відліку прямолінійний та сталий.

Наприклад, нехай ми маємо одне тіло, розміри якого виміряні в спокійній системі відліку. Коли ця система рухається зі сталою швидкістю відносно іншої інерціальної системи, лінійні розміри цього тіла в системі відліку, що рухається, змінюються. В цьому випадку, розміри тіла можна зменшити або збільшити, залежно від напрямку руху. Це називається ефектом лінійної константи.

Пояснюючи це математично, якщо \(L_0\) є лінійним розміром тіла в спокійній системі відліку, \(L\) - лінійним розміром тіла в рухомій системі відліку, а \(v\) - швидкість руху системи відліку, тоді ми можемо відносность цих розмірів виразити наступними формулами:

\[L = \frac{{L_0}}{{\sqrt{1 - \frac{{v^2}}{{c^2}}}}}\]

де \(c\) - швидкість світла, яка є максимально можливою швидкістю в природі.

Відповідь 2: Загальна кількість мас-енергії СТВ в замкнутих системах зберігається. Це випливає з першого закону термодинаміки, відомого як закон збереження енергії, і другого закону термодинаміки, відомого як закон збільшення ентропії.

Пояснюючи це принципом збереження енергії, вказується, що енергія не може бути створена або знищена, але може перетворюватися з одного виду в інший (наприклад, з потенціальної енергії в кінетичну і навпаки).

Відповідь 3: Інерціальна система відліку не впливає на швидкість світла СТВ. Згідно з основними принципами спеціальної теорії відносності, швидкість світла у вакуумі завжди має однакове максимально можливе значення \(c\) і не залежить від руху спостерігача або джерела світла. Це було експериментально підтверджено та встановлено Альбертом Ейнштейном. Таким чином, швидкість світла є універсальною константою у всіх інерціальних системах відліку.