اَبا اِباد

The concept of relative speed

نسبیت کلاسیک

با توجه به اینکه جمع برداری سرعت‌ها و مفهوم سرعت نسبی در توضیح نسبیت خاص بسیار مهم است، یک‌ مساله در این مورد را بررسی می‌کنیم. قصد دارم به جای واحد کیلومتر بر ساعت، از عدد ماخ یا Mach استفاده کنم. این عدد نسبت سرعت متحرک به سرعت صوت را به ما می‌گوید.

در دمای ۲۰ درجه و هوای خشک و فشار سطح دریا، سرعت صوت در هوا حدود ۱۲۰۰ کیلومتر بر ساعت است. بنابراین سرعت هواپیمایی که با سرعت یک ماخ حرکت می‌کند، حدود ۱۲۰۰ کیلومتر بر ساعت است. فرض کنیم یک جنگنده F-15 Eagle با حداکثر سرعت خود یعنی حدود ۲/۵ ماخ، در حال حرکت است. در حالیکه این جنگنده با سرعت ۲/۵ ماخ نسبت به ناظر ساکن حرکت می‌کند، یک موشک هوا به هوای AIM-7 Sparrow به سمت جلو پرتاب می‌نماید.

سرعت یک مدل از این موشک چیزی حدود ۴ ماخ نسبت به ناظر ساکن است. ببینیم از دید ناظرهای مختلف سرعت‌ها چه مقدار اندازه‌گیری می‌شود.

ناظر ساکن: ناظر ساکن که نظاره‌گر این صحنه است، مشاهده می‌کند که سرعت جنگنده‌ ۲/۵ ماخ و سرعت موشک ۴ ماخ است.

ناظر جنگنده: خلبان جنگنده سرعت موشک را (۲/۵-۴) یعنی حدود ۱/۵ ماخ به سمت جلو اندازه‌گیری کرده مشاهده میکند که موشک در حال دور شدن از جنگنده است.

به همین شکل، خلبان جنگنده ناظر ساکن را درحالیکه که با سرعت ۲/۵ ماخ در جهت مخالف حرکت کرده و از او دور می‌شود، مشاهده می‌نماید.

ناظر موشک: ناظر موشک می‌بیند که جنگنده با سرعت (۲/۵-۴) یعنی حدود ۱/۵ ماخ به سمت عقب حرکت کرده و از موشک دور می‌شود.

همینطور ناظر موشک مشاهده می‌کند که ناظر ساکن با سرعت ۴ ماخ به سمت عقب حرکت کرده و از او دور می‌شود.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *