Le calculateur de relativité restreinte est un outil innovant conçu pour simplifier les équations complexes de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. Cette théorie, élément fondamental de la physique moderne, explique comment les lois de la physique sont les mêmes pour tous les observateurs non accélérateurs. Il donne également un aperçu de la relation entre l'espace et le temps, qui change lorsqu'on l'observe à des vitesses élevées, proches de la température ambiante. vitesse de la lumière. Notre calculateur rend ces concepts accessibles, permettant aux étudiants et aux passionnés d'explorer les effets des voyages à grande vitesse sur le temps, la longueur et la masse sans avoir besoin de compétences avancées. mathématique connaissance.
Formule du calculateur de relativité restreinte
La relativité restreinte implique plusieurs clé des équations qui décrivent comment le temps, la longueur et l'énergie se comportent à des vitesses élevées. Voici les formules fondamentales utilisées par notre calculatrice :
Dilatation du temps:
Δt' = γ * Δt
- Δt' (delta tau prime): Intervalle de temps mesuré par un observateur stationnaire (temps relatif)
- Δt (delta tau): Intervalle de temps mesuré par un observateur en mouvement (temps propre)
- γ (gamma): Facteur de Lorentz, défini comme
γ = 1 / √(1 - v²/c²) - v (vitesse): Vitesse de l'observateur en mouvement
- c (vitesse de la lumière):
299,792,458 m/s
Contraction de la longueur :
L = L₀ / γ
- L: Longueur observée de l'objet en mouvement
- L₀ (L zéro): Longueur appropriée de l'objet (longueur au repos)
Énergie cinétique relativiste :
KE = mc² (γ - 1)
- KE: Énergie cinétique du mobile
- m: Masse au repos de l'objet
- c: Vitesse de la lumière
Conditions générales et tableau de calcul
Pour faciliter la compréhension et l'application, vous trouverez ci-dessous un tableau contenant les termes généraux fréquemment recherchés en relation avec la relativité restreinte, ainsi que des explications simplifiées et des utilitaires de calcul pour référence immédiate.
| Long | Définition | Utilitaire de calculatrice |
|---|---|---|
| Dilatation du temps | La différence de temps écoulé mesuré par deux observateurs, due à la vitesse de l'observateur en mouvement par rapport à l'observateur stationnaire. | Calculez combien de temps ralentit à grande vitesse. |
| Longueur de contraction | Phénomène selon lequel la longueur d'un objet en mouvement est mesurée comme étant plus courte que sa longueur au repos. | Mesurez la façon dont les objets se contractent dans la direction du mouvement. |
| Énergie cinétique relativiste | L'énergie qu'un objet possède en raison de son mouvement, expliquant les effets relativistes. | Déterminez l’énergie cinétique d’un objet se déplaçant à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. |
| Facteur de Lorentz (γ) | Un facteur qui décrit combien de temps, de durée et masse relativiste changer pour un objet en se déplaçant. | Calculez le facteur par lequel le temps, la longueur et la masse changent. |
Exemple de calculateur de relativité restreinte
Considérons un vaisseau spatial voyageant à 90 % de la vitesse de la lumière depuis la Terre vers une étoile située à 10 années-lumière. À l'aide de la calculatrice :
- Dilatation du temps: Le voyage paraît plus court pour les astronautes que pour les observateurs sur Terre.
- Longueur de contraction: La distance à l'étoile diminue pour les astronautes à bord.
Cet exemple pratique démontre la nature contre-intuitive de la relativité restreinte et l'utilité de la calculatrice pour visualiser ces concepts.
FAQ les plus courantes
Le temps ralentit à mesure que vous vous rapprochez de la vitesse de la lumière, en raison de la dilatation du temps.
Selon la relativité restreinte, voyager plus vite que la lumière nécessiterait une énergie infinie, ce qui rendrait cela actuellement impossible.
À mesure que la vitesse d'un objet augmente, sa masse relativiste augmente, ce qui nécessite plus d'énergie pour accélérer davantage.