Ingewikkelde berekening met Lorentzfactor

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 98

Ingewikkelde berekening met Lorentzfactor

bij de berekening van een denkbeeldige reis aan 0.5xc m/s( c= lichtsnelheid ) stuit ik op het volgend probleem.

mijn raket weegt
\(10^4\)
kg en mijn motor oefent een constante druk uit van
\(10^5\)
N uit, zodat mijn versnelling a=F / m = 10 m /
\(\sec^2\)
bedraagt.

ik vertrek vanaf 0 m/s met een versnelling van 10 m/
\(\sec^2\)
en mijn raket motor blijft aan tot ik een snelheid van 1,5.
\(10^8\)
m/s bereik.

met gewone mechanica kom ik met volgende formules tot het volgende.

t=v/a =0.5.3
\(10^8\)
/10=1,5.
\(10^7\)
sec.

s=a.
\(t^2\)
/ 2 dus is de afgelegde weg dan 10.( 1,5.
\(10^7\)
\()^2\)
/ 2 = 1,125.
\(10^1^5\)
m

dus na 1,5.
\(10^7\)
sec. bereik ik met een versnelling van 10 m/
\(\sec^2\)
. een snelheid van 1,5.
\(10^8^\)
m/s en heb ik een afstand van 1,125.
\(10^1^5\)
m afgelegd

nu komt het probleem:

volgens de Lozentz-factor
\(\gamma=\sqrt{1 - v^2 / c^2}\)
kom ik voor v = 0.5 c aan volgende waarden
\(\gamma\)
= 0,866

en 1 /
\(\gamma\)
= 1,1547

dus is tijdens deze versnellingsfase de versnelling geleidelijk van 10 m/
\(\sec^2\)
naar 0,866 x 10 m/
\(\sec^2\)
= 8,66 m/
\(\sec^2\)
gedaald

de massa van mijn raket is langzaam toegenomen van
\(10^4\)
kg naar

1,1547 x
\(10^4\)
kg = 1,547
\(10^4\)
kg

en 1 sec. in de raket is nu = 0,866 sec.

dus aangezien al deze waarden tijdens mijn reis volgens een Lorentz-curve veranderden is mijn bovenste berekening volgens de gewone mechanica verkeerd.

hoe kun je dit juist uitrekenen? :)

Gebruikersavatar
Berichten: 1.750

Re: Ingewikkelde berekening met Lorentzfactor

je moet in je berekening meenemen dat de massa afhankelijk is van de snelheid

Wat is de versnelling op heb begin?

was is de versnelling op het eind?

wat is het gemiddelde versnelling? (houdt rekeing met dat dit niet lineair uit terekenen is maar je moet met met intergralen werken)

Gebruikersavatar
Berichten: 98

Re: Ingewikkelde berekening met Lorentzfactor

Antoon schreef:je moet in je berekening meenemen dat de massa afhankelijk is van de snelheid

Wat is de versnelling op heb begin?

was is de versnelling op het eind?

wat is het gemiddelde versnelling? (houdt rekeing met dat dit niet lineair uit terekenen is maar je moet met met intergralen werken)
ja, ik zie nu in dat het eigenlijk heel eenvoudig uit te rekenen is omdat ik enkel de eindwaarden nodig heb.
\(t' = t / \gamma =1,732101617.10^7 \sec.\)
\(s' = s / \gamma= 1,2990375.10^1^5 m \)
\(a' = a .\gamma = 8,66 m/\sec.^2\)
dus een raket van
\(10^4 kg \)
met een constante stuwkracht van
\(10^5 N \)
zal versnellen ( volgens een Lorentz-curve ) van
\(10 m / \sec.^2 \)
naar
\(8,66 m/\sec^2\)
, de snelheid van
\( 1,5.10^7 m / \sec.\)
zal bereikt worden na
\( 1,732101617.10^7 \sec.\)
en de raket zal hiervoor een afstand van
\( 1,2990375.10^1^5 m \)
nodig hebben.

dus in het versnellingsgedeelte kunnen volgende formules gebruikt worden;
\( t' = \frac{v}{a.\gamma} ; s' = \frac{v^2}{2.a.\gamma} ; F =\frac{m}{\gamma} . a . \gamma \)
( F blijft constant en de massa stijgt terwijl de versnelling evenveel vermindert.)

Reageer