Skládání rychlostí v STR
- opět budeme mít vztažnou soustavu K',
která se pohybuje
rychlostí v vzhledem ke klidové soustavě K
ve směru osy x'
- v soustavě K'
se bude pohybovat těleso rychlostí u'
ve
směru pohybu soustavy K'
(tedy ve směru osy x')
- pokud použijeme klasickou mechaniku v soustavě K
nám vyjde
výsledná rychlost u:
u = u' + v
- v STR, jak si již můžeme domyslet, tento vztah nemůže
platit:
- např. vyšle-li pozorovatel v soustavě K'
(Petr)
foton
(rychlost u' = c,
tedy rychlost u'
je rovna rychlosti světla) ve směru osy x',
pak by podle klasického skádání světla měl pozorovatel (Jana)
v klidové
soustavě K
naměřit podle klasické mechaniky rychlost u = c + v
- což odporuje základním principům STR i všem měřením
- Jana
naměří opět rychlost c
- A. Einstein odvodil obecný relativistický vztah skládání
rychlostí:
Příklady:
- v soustavě K'
se šíří ve směru pohybu soustavy (kladný směr
osy x')
světlo rychlostí c,
tedy u' = c
- dosadíme do Einsteinova vztahu:
- soustavou K'
bude vlak jedoucí rychlostí 50 m.s-1, ve vlaku
půjde
ve směru jízdy Petr
rychlostí 2 m.s-1, Jana
na poli (soustava K)
na
měří jeho rychlost vzhledem k ke své soustavě K
a měla by naměřit:
Z výsledku je vidět, že výsledek v prvním příkladě neodporuje principu
stálé rychlosti světla a ve druhém příkladě neodporuje ani "běžným"
rychlostem našeho světa, neboť rozdíl mezi klasickým sčítáním (u = u' +
v = 52 m.s-1) a relativistickým je naprosto
zanedbatelný a současnou technikou pravděpodobné i neměřitelný.
Přesto využití tohoto vztahu je nutné
při kosmických
letech, byť rychlosti jsou stále v porovnání s rychlostí světla velmi
nízké, ale při dlouhodobém pohybu sond a družic se v obrovských
vzdálenostech, které urazí, by použití klasického sčítání rychlostí
vedlo k velkých chybám v trajektoriích těchto těles, což by mohlo vést
k tomu, že minou cílové těleso, u družic,by mohlo dojít ke kolizi atd.
