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陈先生的理想实验发掘出点新意了!怎么会不同观察者看到不同的角位移!?
[楼主] 作者:清华小猪  发表时间:2003/09/24 16:35
点击:302次

[[[如果只有一个球撞击其中一端,则不论在静系还是动系看来,被撞端立即开始运动,另一端不动(在各自的同时标准看来另一端不会同时动)。天平梁上形成了一个机械波,波前从撞击端以声速(静止系观点,动系需要相对论速度合成)向另一端移动。波前到达到另一端后(静系认为的时间是t=天平梁长度/梁上声速,动系认为的时间t'=t/sqrt(1-vv/cc)),天平梁开始转动(其实在撞击完成的瞬间,天平梁的角动量已经确定了,接下来只是角动量的分布过程)。在转动过程中天平梁上有机械驻波。]]]



静系观测起来二个小球是同时碰撞的。静系观测所得应为完全不转动。



但动系观测起来只是一个小球碰撞了一端,之后没有观测到另一端被碰撞,‘如果只有一个球撞击其中一端,则不论在静系还是动系看来,被撞端立即开始运动,另一端不动(在各自的同时标准看来另一端不会同时动)’。



那么天平开始转动了嘛。动系认为开始转动了!



只是在若干秒之后,动系才发现原来另一端又受到碰撞!



您不是也认为动系观测起来在一球碰撞的条件下天平会转动吗。



您可是帮我说话了!


[[小猪:老兄啊!怎么叫“开始”转动?上帖已经明确,在A端被撞时,天平梁角动量已经变了。但这可以叫开始转动吗?至少要等其效应传到B端吧?但传到B端之前B端已经被撞了,B端被撞时,一个大小相等方向相反的角动量传了上来,天平梁角动量又归零了。因此最后没有转动,只有振动(驻波)。


故静系认为角动量始终为零,而动系认为有一小段时间角动量不为零。那是因为A端的振动在前,B端的振动在后,是相位问题,也是同时性的相对性问题。不过,在动系看来由于有一小段时间的角动量不为零,因此最后天平梁振动消失后应有一角位移,我还没有想透这一点。也请各路高手指点。]]


这正是我文章中的核心点:

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-36229.html[复制地址]
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[楼主]  [2楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/24 17:07 

对角位移问题的精确表述

有一静止天平,其两端受到质量和速度都相同的两个小球的垂直撞击。

在静止系看来,由于两端同时受到撞击,因此天平梁的角动量恒为零。当撞击的振动平息后,天平梁应静止在原位,没有角位移。

在平行于天平梁高速运动的观察者看来,其中一端先被撞上,另一端后被撞上,在这先后撞击之间的时间段,天平梁的角动量不为零,因此这段时间应发生一角位移,当然这时还是以梁弯曲的形式发生的。两端都被撞后,角动量恢复为零,所以撞击的振动平息后天平静止而非转动,并且恢复为直线。但已经发生的角位移不会消失。

这样不同观察者就看到了不同的角位移。到底有没有角位移?

 [3楼]  作者:hudemi  发表时间: 2003/09/24 22:22 

请不要转移核心话题,将问题复杂化。

“小猪”先生,我留意过你的帖子,感觉你还是有一定水平的,所以我愿发帖与你讨论。

从你前面的帖子看,你曾看过以前此论坛对黄新卫先生提出的“杠杆问题”的讨论。原问题问得很清楚:从动系看,“核弹”会不会被引爆?这样就不会涉及到“平行问题”的观察效应,也不涉及到“角位移”的观察效应。所以“角位移”会不会随观察者不同而不同这样的问题可以不讨论,否则,只能使问题复杂化。

你的解释似乎是,从动系看,天平的一端可以产生“形变”而又不至于“失衡”。你这种解释仍然回避不了问题。“杠杆问题”设计得很巧妙,只要天平两臂平衡被破坏或不再对称(如一边形变另一边不形变),就会触动开关引爆核弹。这样,你的解释仍然会得出从动系看,核弹会爆炸的结论。所以你的解释仍然无法将矛盾化解。

黄德民2003。9。24

 

[楼主]  [4楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/25 09:19 

回复:初步解释

我是今年八月初才注册本坛的,错过去年如此精彩的讨论,非常遗憾。如您能介绍一下核弹是如何检测杠杆的对称性的,将非常感激。

本问题提出后,昨晚在家已经部分地想到了答案。之所以说部分,是因为只从初末状态来考虑的,没有完全想清楚过程细节。

设有一“T”形天平,静止悬在无重力真空中。在静系看来天平两端被小球同时击中,天平的撞击振动消失后,天平获得了一垂直速度。天平保持平衡,“T”形成直角,但在垂直方向收缩。

从左至右平行于天平横梁运动的观察者看来,开始时天平从右向左水平运动,在水平方向收缩,天平保持平衡,“T”形成直角。然后撞击发生了,右端先被撞上,接着左端被撞上。到稳定状态时,横梁不再水平,而是左端高右端低,“T”不再成直角。为什么呢?因为两次撞击发生并稳定后,静系看天平有一向下的垂直速度,动系看静系有一向左的水平速度,因此动系看天平有从右上至左下的倾斜速度,天平在右上—左下方向上收缩,因而天平横梁变得左高右低,而且垂直脚变成左上—右下倾斜,横梁与垂直脚不再垂直。

极端情况是不存在垂直脚,这就退化成一根横杆,这种情况下斜向运动的横杆相对于其静止状态转动了一个角度是典型的相对论效应,静系和动系的观察结果没有任何矛盾。

另一极端情况是,垂直脚的质量相对于横梁非常大,这反而是真实的物理情况,也就是天平是放在地球上的,地球也成为垂直脚的一部分。但这时天平稳定后在垂直方向不会有明显的速度,也就不会有明显的左高右低现象了。这在过程上必定涉及横梁与垂直脚的复杂的应力过程,本人水平有限想得还不是很清晰。

 [5楼]  作者:hudemi  发表时间: 2003/09/25 13:03 

原“杠杆问题”设置了开关,只要天平不平衡或不对称即引爆“核弹”。

“小猪”先生,原杠杆问题可以这样设计开关,如下图所示:

 

        ————————O————————

       A                                A’

其中水平线代表天平两臂,O代表可转动支点,A和A’为两个开关(与核弹相连,未画出)。当A或A’中的任意一个被触动时,就会引爆“核弹”,但如果A和A’两个被同时触动,“核弹”不会被引爆。因此,只要天平保持平衡和对称(包括两臂同时弯曲),就不会引爆核弹,相反,天平只要失衡或不对称,就会触动开关A或A’从而引爆核弹。

所以你用一边产生“形变”,一边保持不动的解释方法是化解不了矛盾的,因为这样形变会造成核弹会被引爆。

黄德民

[楼主]  [6楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/25 15:12 

回复:太好了!利用“同地同时”的绝对同时性,这个问题也一次性解决了!

“小猪”先生,原杠杆问题可以这样设计开关,如下图所示:


 


        ————————O————————


       A                                A’


其中水平线代表天平两臂,O代表可转动支点,A和A’为两个开关(与核弹相连,未画出)。当A或A’中的任意一个被触动时,就会引爆“核弹”,但如果A和A’两个被同时触动,“核弹”不会被引爆。因此,只要天平保持平衡和对称(包括两臂同时弯曲),就不会引爆核弹,相反,天平只要失衡或不对称,就会触动开关A或A’从而引爆核弹。

[[小猪:与核弹相连可是要用物理实体的!不是抽象的相连。其实无所谓,只要静系认为信号同时到达核弹,那就是两个信号的到达是“同地同时”,是“绝对同时”,在任何参考系中也都是同时的。 最简单就是核弹放在中点。沈先生已经用数学语言证明了,两端的信号会同时到达中点,其实只是证明相对论不违反同地同时是绝对同时这一公理而已。]]

所以你用一边产生“形变”,一边保持不动的解释方法是化解不了矛盾的,因为这样形变会造成核弹会被引爆。 [[形变的传导可不是瞬时的!还是一句话,同地同时是绝对同时。]]


黄德民

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