Запитання 1: Яке твердження щодо швидкості світла відносно Землі, космічної станції і ракети є

Обгрунтування: Згідно зі спеціальною теорією відносності Альберта Ейнштейна, швидкість світла у вакуумі становить постійну величину, яка дорівнює 299,792,458 метрів в секунду (або приблизно 300,000 кілометрів в секунду). Це означає, що незалежно від того, з якою швидкістю рухається спостерігач чи джерело світла, всі спостереження будуть показувати одну і ту саму швидкість світла.

Тому, швидкість світла відносно Землі, космічної станції і ракети буде однаковою. Незалежно від того, чи ми спостерігаємо світло з Землі, космічної станції або ракети, воно буде рухатися зі швидкістю світла у вакуумі.

Запитання 2: Альберт Ейнштейн отримав Нобелівську премію за пояснення явища фотоефекту.

Обгрунтування: Альберт Ейнштейн отримав Нобелівську премію з фізики у 1921 році за свій внесок у пояснення фотоефекту. Фотоефект — це явище висвітлення поверхні матеріалу при дії світла на нього. Ейнштейн запропонував, що світло складається з енергетичних пакетів, які називаються фотонами. Він використав цю концепцію, щоб пояснити, якістні зміни в енергії матеріалу спостерігаються при зміні інтенсивності світла чи його фреквенції.

Це дослідження внесло значний внесок у розвиток квантової механіки та допомогло встановити взаємозв’язок між світлом і рухом електронів на атомарному рівні.

Запитання 3: Маса тіла збільшується під час ядерної реакції.

Обгрунтування: Маса тіла може збільшуватися під час ядерних реакцій. Ядерна реакція, така як ядерний розпад або ядерна синтез, включає перетворення атомних ядер одного елементу в ядра інших елементів. Під час цих процесів відбувається перетворення маси на енергію згідно з відому формулою Ейнштейна E = mc².

Це відоме явище називається ядерною енергією або енергією зв’язку. Зменшення маси під час ядерної реакції відповідає еквівалентному збільшенню енергії, яке зв’язане зі структурою атомного ядра.

Запитання 4: Закони класичної механіки діють у всіх інерціальних системах відліку.

Обгрунтування: Закони класичної механіки, такі як закони Ньютона, діють у всіх інерціальних системах відліку. Інерціальна система відліку — це система, в якій закони механіки обертаються без втрати сили або додаткових сил.

У класичній механіці показано, що закони руху тіл залишаються однаковими у всіх інерціальних системах відліку. Незалежно від того, як система рухається, принципи та закони діють однаково. Це означає, що спостереження та розрахунки, зроблені в одній інерціальній системі відліку, мають бути такими ж, як спостереження та розрахунки, зроблені в будь-якій іншій інерціальній системі відліку.

Запитання 5: Швидкість світла відносно гача, коли джерело світла рухається зі швидкістю v = 0,5c, складає 1,5c

Обгрунтування: Згідно зі спеціальною теорією відносності, швидкість світла у вакуумі є постійною і рівна 299,792,458 метрів в секунду (або 300,000 кілометрів в секунду). Запропонована формула відносності швидкостей, яка використовується для розрахунку швидкості об’єкту у відношенні до іншої системи відліку, дає такий результат:

V = (v + u) / (1 + (v*u) / c²),

де V — швидкість об’єкту відносно системи відліку, v — швидкість об’єкту, u — швидкість системи відліку, c — швидкість світла.

В даному випадку, якщо джерело світла рухається зі швидкістю v = 0,5c, а швидкість світла є постійною c, підставляючи ці значення в формулу, отримуємо:

V = (0,5c + c) / (1 + (0,5c * c) / c²) = 1,5c.

Отже, швидкість світла відносно гача, коли джерело світла рухається зі швидкістю v = 0,5c, становить 1,5c.

Запитання 6: Фізична величина, яка залишається постійною у рухомих і нерухомих системах відліку, називається маса.

Обгрунтування: Маса є фундаментальною фізичною величиною, яка визначається кількістю речовини в об’єкті і відображає його інерцію та взаємодію з силами. Згідно з принципом вирівнювання, маса тіла залишається постійною незалежно від його руху або стану спокою.

Це означає, що маса тіла залишається незмінною у всіх інерціальних системах відліку. Наприклад, маса об’єкту буде такою самою, незалежно від того, чи він знаходиться у спокої, рухається з постійною швидкістю або змінює свою швидкість.

Запитання 7: Розділ фізики, що досліджує рух тіл зі швидкостями, наближеними до швидкості світла, називається теорією відносності.

Обгрунтування: Розділ фізики, що досліджує рух тіл зі швидкостями, наближеними до швидкості світла, називається теорією відносності. Цей розділ фізики охоплює спеціальну теорію відносності, розроблену Альбертом Ейнштейном у 20 столітті.

Теорія відносності допомогла встановити нові основні принципи, що описують рух об’єктів з високими швидкостями, порівняно із класичною механікою. Теорія відносності враховує ефекти зміни часу, простору і маси в залежності від швидкості руху.

Вона займається дослідженням феноменів, які виникають при дуже високих швидкостях, таких як зміна довжини, часу та ефектів прискорення, які діють на об’єкти. Теорія відносності є важливим кроком у напрямку розвитку науки та розуміння основних принципів фізики.

Дайте напрацювання: Виконайте наступне вправу.

Вправа: Обчисліть масу об’єкта, якщо його енергія дорівнює 100 Дж, а швидкість світла — 3,0 * 10^8 м/с.

Підказка: Використовуйте залежність енергії та маси, яка виражена формулою E = mc² для розрахунку маси об’єкта. Розв’язування цього рівняння для маси допоможе знайти результат.