时间标准。在这种情形的下,若要求车上行走的人相对地面的速度,是不能直接用伽利略变换公式计算的:
v
=100 +10 =110(m
/
s
)
。要计算,先要把地上车上两个不同的时间标准统一起来,即把车上的时间标准折算
成地面上的时间标准,在统一时间标准后才能计算人相对地面的速度。
怎样统一两个参考系的时间标准呢?根据能量守恒原理和相关实验数据,可以推理归纳出如下公式:
cj2 = cv2 −v2
c
, :地面光源相对地心参考系没有运动速度(地球不自转、光源相对地面无运动)情形下发射
j
c
的光速; :地面光源相对地心参考系以 速度运动的情形下发射的光速。
v
v
地球在自西向东自转,赤道地面自转速度为
。假如赤道地面静止的光源发射的光速为
,即赤道地面静止的物体相对地心的运动速度为
464m/s
c 2 = c 2 −v2
,则根据公式
可计算出地球不
464m/s
299792458m /s
j
v
c 2 = c 2 −v2 =2997924582 -4642
c =299792457.999641m/s
自转时赤道地面静止光源发射的光速为
,解之得
。
j
j
v
c 2 = c 2 −v2
v
公式中的 是相对地心参考系的,如果不是相对地心参考系的,要变换为
须特别注意的是,
j
v
相 对 地 心 参 考 系 的 。 如 火 车 向 东 的 行 驶 速 度
, 则 换 算 成 相 对 地 心 参 考 系 的 速 度 为
100
m
/
s
100
m
/
s+464m/s=564m/s
。
c
= 299792458m
/
s
v = 464m / s
本例中,已知地面的光速
,地球赤道处自转速度
,火车的速度
d
0
v =100m / s
v =10m / s
,火车上人行走速度
;
r
h
c
设地球停止自转时地面上发射的光速为 ,地面上测得火车发射的光速为 ;车上秒长相当于地面上秒长
c
j
v
c s =c s
的的倍数为:
。
v
h
0
0
c
计算地球不自转状况下的地面光速 :
j
c 2 = c 2 −v2
根据公式
得:
j
v
2
cj2 = c02 −vd = 2997924582 −4642
c = 299792457.999641m / s
解之得:
。
j
c
v
因为 和 d 都是以地球在自转状态下地面处的单位时间标准为标准的速度,由此推算
0
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