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Relativitätstheorie Aufgaben für die Kursarbeit ?
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LeoHart
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Anmeldungsdatum: 06.10.2004
Beiträge: 155

BeitragVerfasst am: 07 Jun 2005 - 21:24:05    Titel: Relativitätstheorie Aufgaben für die Kursarbeit ?

Hallo,
bräuchte einige Aufgaben zu der Relativitästheorie genauer zu diesen Teilbereichen --> Zeitdilatation, Längenkontraktion, "Teilchen beschleunigen und aufeinander prallen lassen(erzeugung von neuen Teilchen, Ekin, dynamische Masse etc.)", Diagramme E(p),m(p) etc. kann mir nicht Vorstellen was für Aufgaben diese sein sollen aber wenn jemand sollche hätte wäre super!
Im unseren Buch stehen zwar einige aber unser Lehrer meinte diese wären zu einfach Shocked und bei google find ich um erlich gesagt nichts Crying or Very sad wenn einer welche für die Klassenstufe 11 hätte soll der diese bitte hier posten (wenn es geht mit Lösungsweg oder zumindest das Ergebniss zur Kontrolle) Very Happy
klaush
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Anmeldungsdatum: 24.05.2005
Beiträge: 665

BeitragVerfasst am: 08 Jun 2005 - 09:15:15    Titel:

z.B.: Zeitdilatation und Längenkontraktion (keine Ahnung ob's zu einfach oder zu schwer ist):

Myonen sind elementateilchen, die in der Höhenstrahlung entstehen. DIe Teilchen bilden sich in einer Höhe von etwa 10 km durch den Zerfall von Pionen, und haben eine Geschwindigkeit von 0,9998 % der Lichtgeschwindigkeit. Die Myonen zerfallen selbst mit einer Zeitkonstante von 2,2µs. Berechne den Prozentsatz der auf der Erde ankommenden Myonen im Vergleich zur Anzahl der entstehenden.

Also im Ruhesystem Erde brauchen die Myonen eine Zeit von

t=10km/v=10km/(0,9998*c)=33µs

um auf die Erde aufzutreffen.
Ohne relativistische Effekte würden daher nach dem Zerfallsgesetz

N=N0*Exp(-t/tau)=N0*Exp(-33µs/2,2µs)-->N/N0=2,6e-7

auftreffen.

Durch die Zeitdilatation bemerkt aber ein auf der Erde ruhender beobachter, dass die Myonen (die Eigenzeit ist ja eine bewegte Uhr) eine veränderte Zeitkonstante

tau=tau0/SQRT(1-v^2/c^2)=2,2µs/SQRT(1-0,9998^2)=0,11 ms

haben, und daher wieder nach dem Zerfallsgesetz

N=N0*Exp(-t/tau)=N0*Exp(-33µs/11µs)-->N/N0=0,74

(also 74 Prozent der entstandenen Myonen) ankommen.

Umgekehrt sagen die Myonen, die ja den Abstand zur Erde Längenkontrahiert sehen, dass sie natürlich nach 2,2µs zerfallen (sie sind ja im Ruhesystem ihrer eigenen Uhr), aber der Abstand zur Erde nicht 10 km beträgt, sondern lediglich

l=l0*SQRT(1-v^2/c^2)=10km*SQRT(1-0,0009^2)=200m

beträgt.

Damit sind beide Aussagen gleichwertig, was ja so sein muss, weil Faktum ist, dass eben 74 Prozent ankommen, und die (Zerfalls)Physik unabhängig vom Inertialsystem sein muss.
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