צריך הסבר על equivalence principle

[ewtk]

צריך הסבר על equivalence principle

איך איינשטיין הגיע למסקנה שנפילה חופשית בשדה גרוויטציוני שווה מבחינה פיסיקלית לתנועה אינרצאלית? ואיך זה משפיע על דברים? ועוד משהו: מה ההבדל בין מסה אינרצאלית ולמסה גרוויטציונית? ואיך העיקרון הנל מוכיח שהן שוות? ואיך זה סותר את מה שניוטון תיאר במשוואת שלו? תודה

 

[mbrv]

עקרון השקילות...

המסקנה של איינשטיין לגבי עיקרון השקילות באה מהעובדה שתנועת גוף בשדה כוח גרויטציוני ( בשונה משאר הכוחות) לא תלויה בתכונה שבגללה פועל הכוח על הגוף (מסה ) ! למשל . גופים עם מסות שונות יקח להם אותו זמן להגיע לקרקע בנפילה חופשית מאותו גובהה. עכשיו נדמיין את הניסוי המפורסם בו אתה עומד בתוך מעלית בחלל . עקרון השקילות טוען כי לא תוכל בשום אופן לדעת אם אתה נמצא בתוך מעלית מאיצה או שאתה במעלית נייחת בשדה כבידה. ההשפעה של שני התופעות הללו עליך זהות לחלוטין ובלתי ניתנות להבחנה. זאת משום שהן הכוח המדומה שיפעל עליך בגלל התאוצה ("כוח אינרציה") והן כוח הכבידה פרופ' למאסה שלך ובלתי ניתנים להבחנה. במילים אחרות : נניח ואתה במעלית מאיצה ויש לך 3 מסות : 1 קילו , 2 קילו ו 3 קילו . ואתה מפיל את כולן מאותו גובהה במעלית המאיצה (נגד כיוון התאוצה) לכולן יקח אותו זמן להגיע לקרקעית . בדיוק כמו מסות בשדה כבידה. לעומת זאת נניח ואתה במעלית מאיצה ויש לך 3 מסות עם שלושה מטענים שונים : 1 קולון , 2 קולון 3 קולון . ראינו כבר שמבחינת מסה ושדה כבידה לכולם יקח אותו זמן להגיע לרצפה . אבל אם נחזור על הניסוי של המטענים בשדה חשמלי הפעם (הכוח שפועל על מטען חשמלי) נראה שלמטענים שונים לוקח זמן שונה להגיע לקרקעית של המעלית בשונה ממה שהיה קורה בשדה כבידה וניתן לבצע מדידות בתוך המעלית אשר תאמרנה לנו האם אנו מאיצים או שיש שדה חשמלי. ולכן אפשר לראות שאכן תאוצה קבועה שוות ערך לשדה כבידה ואין שום דרך להבדיל ביניהן. המסה האינרציאלית מוגדרת כיחס בין הכוח שפועל על גוף לבין התאוצה שהוא מקבל עקב פעולת הכוח. המסה הגרוויטציונית מוגדרת כמסה אליה פרופורציוני כוח הכבידה. רק משיוויון ( ו\או יחס קבוע בין שני אלו - אני לא בטוח לגבי היחס) עיקרון השקילות פועל . שכן אם היה קשר לא לינארי בין שני אלו הרי שמסות שונות היו מרגישות תאוצה שונה בשדה כבידה והיה ניתן להבחין ביניהם (היה לוקח להן זמנים שונים להגיע לקרקעית והיה אפשר למדוד את זה בתוך המעלית) הבעיה העיקרית עם התיאוריה של ניוטון ככל התיאוריות של לפני איינשטיין היא שההפרעות נעות במהירות 0 . כלומר השדה של הכבידה מתפשט במהירות 0 כאשר אנו יודעים היום ששום דבר לא יכול לעבור את מהירות האור. התיאוריה של איינשטיין מטפלת בבעיה הזו. (למשל : אם השמש תעלם לפתע כליל , רק אחרי 8 דקות אנחנו נראה ונרגיש את זה - ואילו לי ניוטון מיד היינו מרגישים את זה ויוצאים מהסיבוב סביב השמש) מקווה שעזרתי ! (מצורף סרטון אשר מדגים את המהירות הסופית של התפשטות שדה הכבידה במרחב)

 

[ewtk]

אתה יכול להביא את הסרטון?

ממש תודה על התשובה המפורטת! ושאלה אחרונה: לאדם שנופל נפילה חופשית, (בהנחה שאין התנגדות אוויר) אם הוא יעצום את עיניו, לא יהיה לא מושג שהוא מואץ נכון? כך גם לפי עיקרון השקילות קורה גם לאדם שנמצא בתאוצה קבועה? והכוח שאנו מרגישים הוא בגלל החוק השלישי של ניוטון שהאדמה מפעילה עלינו את הכוח שאנו מפעילים עליה? תודה!

 

[mbrv]

הסרטון ...

הנה סרטון קצר אשר מסביר בקצרה את תולדות היחסות הכללית (הקטע עם השמש בערך ב 3 דקות ועשרים שניות). http://www.youtube.com/watch?v=qV9nBz3Mlog לא בטוח שהבנתי אותך נכון , אבל כן . הכוח שאנחנו מרגישים בתוך מעלית מאיצה הוא כוח מדומה שפרופורציוני למאסה שלנו ומהחוק השלישי זה יהיה הכוח הנורמאלי.