СТО письм.экзамен


СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 1
Релятивистский импульс. Основной закон релятивистской динамики материальной точки. Запишите для них формулы и поясните смысл входящих в них величин (2 балла).
Вопрос. Верно ли, что модуль релятивистского импульса тела при стремлении скорости тела к скорости света (V→C) стремится к бесконечности? Укажите номер правильного ответа (I балл).
1) Да, верно.2) Нет, неверно.
Какие события называются одновременными? В чем заключается относительность понятия одновременности событий? С помощью формулы преобразования времени t'=(t-VX/C2)1-V2/C2 докажите, что события, происходящие одновременно в системе отсчета К (t1=t2) в разных точках пространства (X2-X1≠0), не являются одновременными в системе K’ (t’1≠t’2) (3 балла)
Вопрос. Верно ли, что два события, происходящие одновременно в одной точке пространства в какой-либо ИСО - инерциальной системе отсчета, являются одновременными в любой другой ИСО? Укажите номер правильного ответа. Поясните свой выбор расчетом (I балл)
1) Да, верно. 2)Нет, неверно.
710565643890На рисунке под номерами 1 и 2 приведены графики зависимости длины двух стержней от скорости их движения. Собственные длины стержней одинаковы. Стержни располагаются под разными углами к направлению скорости их движения.
Вопрос1. Какой стержень расположен перпендикулярно к скорости движения?
Укажите его номер (1 балл)
Вопрос 2. Чему равна собственная длина второго стержня? Укажите число (в метрах)
(1 балл)
Задача (7 баллов) В K-системе отсчета мюон, движущийся со скоростью V=0,99С (С - скорость света в вакууме), пролетел от места своего рождения до точки распада расстояние l= 3 км. Определить:
1) собственное время жизни этого мюона;
2) расстояние, которое пролетел в К- системе мюон с "его точки зрения";
3) отношение кинетической энергии мюона к его полной энергии в К - системе отсчета.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 2
Сформулируйте постулаты специальной теории относительности (2 балла).
Вопрос. Верно ли, что в классической механике...
1)... Пространство и время взаимосвязаны друг с другом?
2)... Время в разных ИСО течет одинаково?
4) ... Пространство является однородным и изотропным?
Укажите сумму номеров вопросов, на которые Вы ответили "да, верно" (I балл).
Что означает относительность размеров тел? Выведите формулу релятивистского сокращения длины (на примере стержня, расположенного вдоль осей Ох и Ох'), используя формулу X=X'+Vt'1-V2C2 (4 балла).
Вопрос. Во сколько раз уменьшится длина стержня, если скорость его движения изменится от V1=0 до V2=3C/2? ( С – скорость света в вакууме)? Укажите номер правильного ответа (I балл).
1) 1,5 2)2/3 3) 2 4) 0,5
4154805116967000259778599822000-641985597535003. В системе K’: 1) расположен неподвижный стержень; 2) в некоторой точке пространства происходят два события. Наблюдатель, находящийся в системе К, изучает промежуток времени между событиями, кинетическую энергию и энергию покоя стержня в зависимости от скорости движения системы K’
152403175Вопрос 1 Укажите номер графика, соответствующего зависимости кинетической энергии от скорости движения (обозначения вертикальных осей на всех рисунках не указаны) (I балл).
Вопрос 2 Укажите число (5, 2 или 3), приведенное на графиках около вертикальной оси, которое определяет собственный промежуток времени между событиями (I балл).
4. Задача (6 баллов). Частица движется со скоростью V=C/2 (С - скорость света в вакууме). Найти:
1) отношение модуля релятивистского импульса pрел частицы к модулю ее импульса pкл, вычисленного по формуле классической механики (pрел / pкл );
2) отношение полной энергии Е частицы к ее энергии покоя Е0 (Е /Е0).
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 3
Сформулируйте принцип относительности Галилея (привести несколько формулировок) (I балл).
Вопрос. В каких утверждениях, приведенных ниже, сформулированы постулаты специальной теории относительности? Укажите сумму их номеров (I балл).
1) Законы природы инвариантны относительно перехода от одной
ИСО к другой.
2) Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от относительного движения источника и приемника света.
4) Скорость света в материальной среде меньше, чем скорость света в вакууме,
8) Все ИСО в физическом отношении равноправны.
В чем заключается относительность промежутка времени между событиями? Выведите формулу релятивистского замедления времени (4 балла).
Вопрос. Во сколько раз увеличится промежуток времени между событиями, если скорость движения изменится от V1=0 до V2=3C/2? Укажите номер правильного ответа
(I балл).
1,52) 23) 2/34) 2,5
Стержни номерам 1, 2, 4, 8 движутся равномерно и прямолинейно относительно системы К со скоростями соответственно V1,V2,V4,V8 в направлениях, указанных стрелками, причем V1>V2>V4>V8.
-4191029845
Вопрос1. Какой стержень в системе К имеет наименьшую длину? Укажите его номер
(I балл).
Вопрос2. Какие стержни в системе К имеют одинаковую длину? Укажите сумму их номеров
(I балл)
Задача. Из контейнера с радиоактивным препаратом вылетел атом со скоростью V  = 0,8С, где С - скорость света в вакууме. В момент вылета он испустил фотон в направлении своего движения. Найти:
1) скорость фотона относительно контейнера;
2) отношение (E/E0)полной энергии E атома к его энергии покоя E0 в системе отсчета, связанной с контейнером. При решении использовать формулу
UX=(UX'+)/(1+UX'V/C2) (6 баллов)
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 4
Сформулируйте постулаты специальной теории относительности (2 балла).
Вопрос. Какие из перечисленных ниже величин являются инвариантами специальной теории относительности, т.е. не изменяются при переходе от одной ИСО к другой? Укажите сумму их номеров (I балл).
1) собственное время
2) релятивистский импульс
4) энергия покоя
8) кинетическая энергия.
16) поперечные (перпендикулярные к скорости) размеры движущихся тел.
Релятивистский закон сложения скоростей. Выведите формулу релятивистского закона сложения скоростей на основе формул преобразования Лоренца:
X=(X'+Vt')/1-V2/C2 , t=(t'+VX'C2)/1-V2/C2(5 баллов)
Вопрос. Верно ли, что независимо от скорости движения V системы отсчета К’ при ux'=C мы получаем, что ux=C ?
Укажите номер правильного ответа. Поясните свой выбор расчетом (I балл).
1) Да, верно.2)Нет, неверно.
В системе К в точке М происходят два события. Имеются три системы K’, которые движутся со скоростями V1 , V2 , V3 вдоль соответствующих координатных осей системы K (см. рисунок, направления соответствующих координатных осей систем K и K’ совпадают), причём V1=V2=V3.
1524017272092964011176000Вопрос 1. В каких системах отсчета К’ интервалы времени между событиям будут одинаковыми? Укажите сумму их номеров (I балл).
Вопрос 2. В каких системах отсчёта K’ интервалы времени между событиями будут больше собственного интервала времени между событиями? Укажите сумму их номеров
(I балл).
Задача (5 баллов).
1) при какой скорости движения тела релятивистское сокращение его длины составляет 25% ?
2) чему разно отношение кинетической анергии тела к его энергии покоя при такой скорости движения?

СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 5
Преобразования Галилея. Запишите соответствующие формулы. Поясните смысл входящих э них величин (I балл).
Вопрос. Верно ли, что из преобразований Галилея следует закон сложения скоростей
ux=u+V? Укажите номер правильного ответа. Поясните свой выбор расчетом (I балл).
1) Да, верно.2) Нет, неверно.
Выведите релятивистское выражение для кинетической энергии
(5 баллов).
Вопрос. Во сколько раз возрастет кинетическая энергия тела, если его скорость изменится от V1=0.6C до V2=0.8C, где С - скорость света в вакууме. Укажите номер правильного ответа (I балл).
1,52) 2,73) 3,44) 4,0
В системе K': 1) находится неподвижный стержень; 2) в некоторой точке пространства происходят два события.
777240591820На рис.1 и 2 приведены графики зависимости относительно системы К длины стержня и интервала времени между этими событиями от скорости движения V системы K'. Обозначения вертикальных осей на рисунке не указаны.
Вопрос.1. Укажите номер графика, соответствующего зависимости длины стержня от скорости его движения (I балл).
Вопрос. 2. Укажете число, приведенное на графике около вертикальной оси (5 или 2), определяющее собственный интервал времени между событиями (I балл).
Задача (6 баллов). В системе отсчета, связанной с некоторой звездой, событие B произошло через 1с после события А и на расстоянии X2-X1=6∙108 м от него.
1) с какой скоростью в направлении оси Оx от места события А к месту события В должка лететь ракета, чтобы в связанной с ней ИСО события А и B были одновременными?
2) во сколько раз полная энергия ракеты будет больше энергии покоя в системе отсчета, связанной со звездой? При решении использовать формулу t'=t-VXC21-V2C2 .

СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 6
Сформулируйте условия, при которых применима классическая (ньютоновская) механика (I балл).
Вопрос. Два события происходят одновременно в разных точках системы отсчета K: x2≠x1. Будут ли эти события одновременными в системе K′, движущейся относительно K равномерно и прямолинейно вдоль оси OX системы K? Укажите номер правильного ответа (I балл).
1) Да 2) Нет
Запишите выражение для полной энергии E и модуля релятивистского импульса P частицы. Покажите, что величина E2-C2P2 является инвариантом в специальной теории относительности, т.н. не изменяется при переходе из одной ИСО к другой (4 балла).
Вопрос. Верно ли, что для фотона E=рC? Укажите номер правильного ответа. Поясните свой выбор расчетом (I балл).
Да, верно 2) Нет, неверно
На рисунке под номерами 1 и 2 приведены графики зависимости длины l двух стержней от скорости их движения V. Собственные длины стержней одинаковы. Стержни располагаются под разными углами к направлению скорости их движения.

Вопрос 1. Какой стержень составляет больший угол наклона с вектором скорости своего движения? Укажите его номер (2 балла).
Вопрос 2. Чему равна собственная длина второго стержня (м)? Укажите число (I балл).
Задача (6 баллов). Мезон, движущийся со скоростью V=3C/2 (C – скорость света в вакууме), пролетел в K – системе от места своего рождения до места распада расстояние 2,0∙103 м. Найти:
собственное время жизни мезона;
отношение кинетической энергии мезона к его энергии покоя в K-системе.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 7
Преобразования Лоренца. Запишите соответствующие формулы. Поясните смысл входящих в них величин (I балл).
Вопрос. Верно ли, что преобразования Лоренца являются отражением однородности и изотропности пространства, однородности времени, а так же постоянства скорости света во всех ИСО? Укажите номер правильного ответа (I балл).
Да, верно2) Нет, неверно
Какие события называются одновременными? В чем заключается относительность понятия одновременности событий (I балл).
Вопрос. Разность координат двух событий 1 и 2 в системе K (х2-х1) (в метрах) оказалась численно равной C2/V (C – скорость света в вакууме); разность моментов времени t2-t1=1c. С помощью формулы преобразования времени t=(t'+Vx'/C2)/1-V2/C2 определите, какое из приведенных ниже утверждений справедливо для системы K′. Укажите его номер (2 балла).
Cобытия происходят одновременно: t′2 - t′1= 0
Cобытие 1 происходит раньше события 2: t′2 – t′1 > 0
Cобытие 1 происходит позже события 2: t′2 – t′1 < 0.
Рассмотрим зависимости различных физических величин, характеризующих движущееся тело, от скорости его движения V.

Вопрос 1. Укажите номер графика, который может соответствовать зависимости полной энергии тела от его скорости (обозначения вертикальных осей не указаны) (I балл).
Вопрос 2. Укажите номер графика, который может соответствовать зависимости модуля релятивистского импульса тела от его скорости (I балл).
Вопрос 3. Укажите число (6, 7 или 8), приведенное на графиках около вертикальных осей, которое определяет собственный продольный (направленный вдоль скорости) размер тела (2 балла).
Задача (6 баллов). Две частицы движутся относительно мишени по одной прямой с одинаковыми скоростями V=C/2 (C – скорость света в вакууме). Вторая из них подлетает к мишени на время 1,0∙10-8 с позже, чем первая (в системе отсчета, связанной с мишенью). Найти:
расстояние между этими частицами в системе отсчета, связанной с ними
время, необходимое мишени для пролета расстояния между частицами в системе отсчета, связанной с ними.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 8
Релятивистский импульс. Основной закон релятивисткой динамики материальной точки. Запишите для них соответствующие формулы и поясните смысл входящих в них величин (2 балла).
Вопрос. Какие утверждения являются постулатами СТО? Укажите сумму их номеров (I балл).
Cкорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от движения источника и приемника света.
Cкорость света в материальной среде тем больше, чем меньше абсолютный показатель преломления среды.
4) Все физические законы инвариантны относительно перехода от одной ИСО к другой
8) Все законы механики инварианты относительно перехода от одной ИСО к другой.
В чем состоит относительность понятия длины тела? Выведите формулу релятивистского сокращения длины (на примере стержня, расположенного вдоль осей OX и OX') X=(X'+Vt')/1-V2/C2 (4 балла).
Вопрос. Имеются два одинаковых стержня. Стержень 1 покоится в системе отсчета K1, стержень 2 покоится в системе отсчета K2. Системы движутся друг относительно друга вдоль совпадающих осей OХ. Стержни параллельны осям. Укажите сумму номеров правильных утверждений (2 балла).
В системе K1 стержень 2 короче стержня 1.
В системе K2 стержень 1 короче стержня 2.
4) Длину стержня 1 в системе K2 называют его собственной длиной.
12700906145В системе К в точке М происходят два события. Имеются три системы K', которые движутся со скоростями V1 , V2 , V3 вдоль соответствующих координатных осей системы K (см. рисунок, направления соответствующих координатных осей систем K и K' совпадают), причём V1>V2>V3.
92964011176000Вопрос 1. В какой системе отсчета K’ интервал времени между событиями будет наибольшим? Укажите ее номер (I балл).
Вопрос 2. В каких системах отсчёта K' интервалы времени между событиями будут больше собственного интервала времени между событиями? Укажите сумму их номеров (I балл).
Задача (5 баллов). Ускоритель сообщил радиоактивному ядру скорость 0,4C (C – скорость света в вакууме). В момент вылета из ускорителя ядро выбросило в направлении своего движения электрон со скоростью 0,75C относительно ускорителя.
Найти:
отношение полной энергии электрона к его энергии покоя в системе отсчета, связанной с ускорителем;
2) скорость электрона относительно ядра. U'x=(Ux-V)/(1 - UxV/C²)
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 9
Сформулируйте постулаты СТО (2 балла).
Вопрос. Какие из перечисленных ниже величин являются инвариантами СТО, т.е. не изменяются при переходе от одной ИСО к другой? Укажите сумму их номеров (I балл).
Объем движущегося объекта
2) Энергия покоя
4) Кинетическая энергия
8) Собственная длина
16) Релятивистский импульс
2. В чем заключается относительность промежутка времени между событиями? Выведите формулу релятивистского замедления времени. При выводе используйте формулу t=(t'+Vx'/C2)/1-V2/C2 (4 балла).
Вопрос. В системе K1 в одной и той же точке протекает химическая реакция 1. Точно такая же реакция 2 протекает также в одной и той же точке в системе K2. Системы K1 и K2 движутся друг относительно друга вдоль совпадающих осей OX. Укажите сумму номеров верных утверждений об этих реакциях (2 балла).
В системе K1 длительность реакции 1 меньше длительности реакции 2.
В системе K2 длительность реакции меньше длительности реакции 1.
Собственное время реакции 1 – это время, измеренное в системе K2.
Стержни номерам 1, 2, 4, 8 движутся равномерно и прямолинейно относительно системы К со скоростями соответственно V1,V2,V4,V8 в направлениях, указанных стрелками, причем V1>V2>V4>V8. С точки зрения наблюдателя все эти стержни имеют одинаковую длину.

Вопрос 1. Какой стержень в системе К имеет наибольшую собственную длину? Укажите его номер (I балл).
Вопрос 2. Какие стержни в системе К имеют одинаковые собственные длины? Укажите сумму их номеров (I балл).
Задача (5 баллов). В системе отсчета, связанной со звездой, два события происходят одновременно (t1= t2) в двух точках пространства, лежащих на оси OX на расстоянии x2-x1=1 м. Найти:
промежуток времени t'2 - t'1 между этими событиями в системе отсчета, связанной с ракетой, которая движется вдоль оси OX со скоростью V=C/2;
2) кинетическую энергию ракеты в системе отсчета, связанной со звездой, если её масса равна m0 = 1,0·105 кг.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет I0
Сформулируйте принцип относительности Галилея (привести несколько формулировок) (I балл).
Укажите сумму номеров правильных утверждений (I балл).
1) Преобразования Галилея представляют собой приближения преобразований Лоренца и справедливы только при скоростях, значительно меньших скорости света.
2 В теории относительности понятие «промежуток времени между событиями» является относительным и имеет смысл только при указании системы отсчета
4) Преобразования Галилея могут быть использованы при скоростях, близких к скорости света.
8) В классической механике промежуток времени между двумя событиями одинаков во всех ИСО.
2. Релятивистский закон сложения скоростей. Выведите формулу релятивистского закона сложения скоростей на основе формул преобразования Лоренца:
X=(X'+Vt')/1-V2/C2 , t=(t'+VX'C2)/1-V2/C2(5 баллов)
Вопрос. В системе K' в положительном направлении оси ОХ' движется тело со скоростью u'x = C/2, где С – скорость света в вакууме. Чему равна скорость тела относительно системы отсчета К, если скорость движения системы K' вдоль оси ОХ равна V = C/2? Укажите номер правильного ответа (I балл).
0,4C 2) 0,6C3) 0,8C4) C 5) 1,2C.
3. В системе K1: 1) расположен параллельно оси ОХ неподвижный стержень длины l1; 2) в некоторой точке пространства происходят два события, промежуток времени между которыми равен Δt1. Система K2 движется равномерно и прямолинейно относительно системы K1 вдоль оси ОХ со скоростью V. Наблюдатель в системе K2 измеряет длину стержня l2 и промежуток времени между событиями Δt2.
Вопрос 1. Каково соотношение между l1Δt1 и l2Δt2 ? Укажите его номер. Свой выбор поясните расчетом (2 балла).
Вопрос 2. Каково соотношение между l1Δt1 и l2Δt2, если система K2 будет двигаться не вдоль оси ОХ системы K1, а вдоль оси ОZ с той же по модулю скоростью V? Укажите его номер. Поясните свой выбор (I балл).
l1Δt1 > l2Δt2 2) l1Δt1 = l2Δt2 3) l1Δt1 < l2Δt2
Вопрос 3. В какой системе отсчета промежуток времени между событиями будет собственным временем? Укажите ее номер (I балл).
K1 2) K2
4. Задача (4 балла). Частица движется со скоростью V=C/2 (C – скорость света в вакууме). Найти:
1) T/E0 – отношение кинетической энергии частицы к ее энергии покоя;
2) ррел – модуль релятивистского импульса частицы. Масса частицы m=9,1·10-31кг.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет II
Сформулируйте постулаты специальной теории относительности (2 балла).
Вопрос. Какие из перечисленных ниже величин являются инвариантами специальной теории относительности, т.е. не изменяются при переходе от одной ИСО к другой? Укажите сумму их номеров (I балл).
1) Кинетическая энергия.
2) Собственное время.
4) Собственная длина.
8) Поперечные (перпендикулярные к скорости) размеры движущихся тел.
16) Энергия покоя.
Выведите релятивистское выражение для кинетической энергии (5 баллов).
Вопрос. Во сколько раз кинетическая энергия тела, рассчитанная по релятивистской формуле, больше кинетической энергии тела, рассчитанной по нерелятивистской формуле, при V=3C2 ( С -скорость света в вакууме)? Укажите номер правильного ответа. Свой выбор поясните расчетом (2 балла).
I) 1,5. 2) 2. 3) 2,5. 4) 3.
805815675005125349059499500-7086605949950028003559499500На рисунке под номерами 1,2 и 3 приведены графики зависимости длин трех стержней от скоростей их движения. Собственные длины стержней одинаковы. Стержни располагаются под разными углами к направлению скорости их движения.

Вопрос 1. Какой стержень расположен параллельно вектору скорости движения? Укажите его номер (I балл).
Вопрос 2. Чему равна собственная длина стержней? Укажите число ( м) (I балл).
Задача. (4 балла). Собственное время жизни мезона составляет 1.0∙10-8 с. Относительно Земли мезон движется со скоростью V = 0,99 С ( С - скорость света в вакууме). Найти:
1) время жизни мезона в системе отсчета, связанной с Землей;
2) расстояние, которое пролетел мезон за время жизни в системе отсчета, связанной с Землей.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 12
1. Преобразования Галилея. Запишите соответствующие формулы. Поясните смысл входящих в них величин (I балл). На какой вопрос Вы ответите утвердительно? Укажите его номер (I балл).
1) Можно ли с помощью каких-либо экспериментов, проведенных внутри ИСО, обнаружить ее равномерное прямолинейное движение?
2) Может ли воздействие одного тела на другое распространяться со скоростью, большей скорости света в вакууме?
3) Можно ли утверждать, что все ИСО равноправны?
4) Зависит ли скорость света в вакууме от выбора ИСО?
0180340002. Запишите выражение для полной энергии Е и релятивистского импульса р частицы. Покажите что величина Е²-с²р² является инвариантом специальной теории относительности, т.е. не изменится при переходе от одной ИСО к другой (4 балла).
Вопрос. Масса первого тела в два раза больше массы второго тела (m1= 2m2). Чему равно отношение величин Е²-с²р² для этих тел [(Е²-с²р²)1/(Е²-с²р²)2 ]? Укажите номер правильного ответа (1 балл)
1) 0,5 2) 1,0 3) 2,0 4) 4,0 5) 8,0
3. В системе К': 1) находится неподвижный стержень; 2) в некоторой точке пространства происходят два события.
106299060642580010030797500На рисунке под номерами 1 и 2 приведены графики зависимости измеренных относительно системы К длины стержня и интервала времени между этими событиями от скорости V движения системы К'. Обозначения вертикальных осей не указаны.
Вопрос 1. Укажите номер графика, соответствующего зависимости длины стержня от скорости его движения (1 балл).
Вопрос 2. Укажите число, приведенное на графиках около вертикальной оси (3 или 4), определяющее собственный интервал времени между событиями (1 балл).
Вопрос 3. Чему равно произведение длины стержня на интервал времени между событиями, измеренные в системе К, при скорости движения системы К', равной V=0.9С? Укажите число. Поясните свой ответ расчетом (2 балла).
4. Задача (5 баллов). Из контейнера с радиоактивным препаратом вылетел атом со скоростью V=0.5С, где С – скорость света в вакууме. В момент вылета он испустил фотон в направлении своего движения. Найти:
1) скорость фотона относительно контейнера;
2) кинетическую энергию атома в системе отсчета, связной с контейнером, если масса атома равна m=1.0*10-25 кг.
При решении использовать формулу: ux=(ux’+V)/(1+ ux’·V/C²).

СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет I3
1. Сформулируйте условия, при которых применима классическая (ньютоновская) механика(I балла).
Вопрос. Какие утверждения являются постулатами специальной теории относительности? Укажите сумму их номеров (I балл).
1) Все ИСО в физическом отношении равноправны.
2) Все законы природы инвариантны относительно перехода от одной ИСО к другой.
4) Уравнения, выражающие законы природы, инвариантны по отношению к преобразованиям Лоренца.
8) Скорость света в вакууме является предельной скоростью распространения любых видов взаимодействий.
16) Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от движения источника и приемника света.
2. Что означает относительность понятия длины тела? Выведите формулу релятивистского сокращения длины (на примере стержня, расположенного вдоль осей Ох и Ox’), используя формулу x=(x'+Vt')/1-V2C2 (4 балла)
Вопрос. В каком утверждении содержится неопределенность с точки зрения специальной теории относительности? Укажите его номер. Поясните свой выбор (2 балла).
1) Собственная длина тела - это длина, измеренная в системе отсчета, относительно которой оно неподвижно.
2) Длина стержня равна 5 м.
3) Чем быстрее движется тело, относительно выбранной ИСО, тем меньше его продольные (направленные вдоль скорости движения) размеры в этой ИСО.
1524010325103. В системе К’: 1) расположен неподвижный стержень; 2) в некоторой точке пространства происходят два события. Наблюдатель, находящийся в системе К , измеряет промежуток времени между этими событиями, кинетическую энергию и полную энергию стержня при разных скоростях системы К’ .
Вопрос 1. Укажите номер графика, соответствующего зависимости полной энергии от скорости движения (обозначения вертикальных осей на всех рисунках не указаны) (I балл).
Вопрос 2. Укажите число (5,6 или 7), приведенное на графиках около вертикальной оси, которое может определять собственный интервал времени между событиями (I балл).
4. Задача. (6 баллов). Полная энергия частицы больше ее энергии покоя в 2 раза. Найти:
1) скорость V , с которой движется частица;
2) отношение модуля релятивистского импульса pрел частицы к модулю ее импульса Pкл , вычисленного по формуле классической механики ( pрелpкл ).

СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет I4
1. Преобразования Лоренца. Запишите соответствующие формулы. Поясните смысл входящих в них величин (I балл).
Вопрос. Какие утверждения являются правильными? Укажите сумму их номеров (I балл).
1) Преобразования Лоренца связывают пространственные координаты и время одного и того не события относительно разных ИСО.
2) Ход времени неодинаков в разных ИСО.
4) Все ИСО в физическом отношении равноправны.
8) Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от движения источника и приемника света.
2. В чем заключается относительность промежутка времени между событиями? Выведите формулу релятивистского замедления времени. При выводе используйте формулу t=(t'+Vx'/c2)/1-V2C2 (4 балла)
Вопрос. В каком утверждении содержится неопределенность с точки зрения специальной теории относительности? Укажите его номер. Поясните свой выбор (2 балла).
1) Собственное время тела - время, отсчитанное в системе отсчета,в которой тело покоится.
2) Время жизни мезона равно 2∙10-5 с.
3) Собственное время является инвариантом специальной теории относительности.
4) Движущиеся часы идут медленнее покоящихся.
3. Рассмотрим графики зависимости различных физических величин, характеризующих движущееся тело, от скорости его движения V . Обозначения вертикальных осей не указаны.
1524037465Вопрос. 1. Укажите номер графика, который может соответствовать зависимости модуля релятивистского импульса тела от его скорости (I балл).
Вопрос. 2. Укажите номер графика, который может соответствовать зависимости продольных размеров (параллельных скорости движения) тела от его скорости (I балл).
Вопрос. 3. Укажите число (5,6 или 7), приведенное на графиках около вертикальной оси, которое может определять энергию покоя стержня (I балл).
4. Задача (5 баллов). Из контейнера с радиоактивным препаратом вылетел атом со скоростью V = 0,8 С , где С - скорость света в вакууме. В момент вылета ядро этого атома выбросило в направлении своего движения β – частицу со скоростью V= 0,75С относительно ядра. Найти:
1) скорость u β – частицы относительно контейнера;
2) отношение EE0 - полной энергии частицы к ее энергии покоя в системе отсчета, связанной с контейнером.

СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Вопросы для программированного письменного экзамена по физике
Билет 15
1. Сформулируйте постулаты специальной теории относительности (2 балла).
Вопрос. Два события происходят одновременно в одной точке системы отсчета К: t1  = t2, x1  =  x2. Будут ли одновременными в системе К', движущейся относительно К равномерно и прямолинейно? Укажите номер правильного ответа (1 балл).
1) Да. 2) Нет.
2. Что понимают под пространственно-временным интервалом между событиями? С помощью преобразований Лоренца x=(x'+Vt')/1-V2C2, t=(t'+Vx'/c2)/1-V2C2 покажите, как связаны между собой интервалы между событиями в системе отсчета К (Под интервалом S понимают величину, равную S=∆X2+C2∆t2 , и системе К' величину S’=∆X'2+C2∆t'2 (4 балла)
Вопрос. Что отражает полученное Вами соотношение? Укажите его номер (1 балл)
1) Пространство и время взаимосвязаны
2) Пространство и время не зависят друг от друга
3) Пространство и время абсолютны
3. Для тела, движущегося со скоростью V, запишите формулы: 1) для энергии покоя Е0; 2) для кинетической энергии Т; 3) для отношения энергии покоя к полной энергии (Е0/Е); 4) для отношения модуля импульса, рассчитываемого по формуле классической механики ркл к модулю релятивистского импульса (ркл/ррел).
224790551180Рассмотрим зависимости этих величин от скорости движения V. Обозначения вертикальных осей не указаны.
Вопрос 1. Какой график соответствует зависимости ркл/ррел от скорости V?
Укажите его номер (2 балла).
Вопрос 2. Какой график соответствует зависимости Е0/Е от скорости V? Укажите его номер (1 балл).
4. Задача (5 баллов). Два протона с одинаковыми скоростями 2.0∙108м/с движутся по одной прямой к мишени и последовательно застревают в ней. Известно, что в системе отсчета, связанной с протонами, расстояние между ними равно 65 м.
Найти:
1) промежуток времени между моментами попадания протонов в мишень;
2) время, которое понадобится мишени для того, чтобы пролететь расстояние между протонами в системе отсчета, связанной с ними.

Приложенные файлы

  • docx 800881
    Размер файла: 162 kB Загрузок: 2

Добавить комментарий