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물리학/고등물리학

상대성 이론과 상대 속도

설군 2020. 3. 10. 13:58
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안녕하세요, 설군입니다.

한 마디만 딱 하려고 이 글을 씁니다.
'상대론적 속도 덧셈'


우리가 흔히 아는 상대속도 계산은 '갈릴레이식 상대속도 계산법'을 따릅니다.
동쪽으로 5m/s로 달리는 철수와 서쪽으로 3m/s로 달리는 영희가 있습니다.
철수는 영희가 서쪽으로 8m/s로 달리는 것으로 생각하고
영희는 철수가 동쪽으로 8m/s로 달리는 것으로 생각합니다.

동쪽으로 6m/s로 달리는 철수와
동쪽으로 3m/s로 달리는 영희가 있습니다.
철수는 영희가 서쪽으로 3m/s로 달리는 것으로 생각하고
영희는 철수가 동쪽으로 3m/s로 달리는 것으로 생각합니다.


그런데 이게 말입니다. 빛의 속도에 가까워지면?
사실 이거 고3 때 송xx라는 친구가 말해가지고, 엄청 고민했던 기억이 나는데요.
철수가 동쪽으로 0.7c로 달리고
영희가 서쪽으로 0.7c로 달리면

철수는 영희가 서쪽으로 1.4c로 달리는 것으로 생각하고
영희는 철수가 동쪽으로 1.4c로 달리는 것으로 생각한다
??????????????????????????


사실 아닙니다.
갈릴레이식 상대속도 계산은 단순히, 방향이 반대 방향이면 속도의 크기를 더한다.
이런 개념이었는데요.


상대론적 상대 속도 계산을 해 주어야 합니다.
(u+v)/(1+uv/c^2)
이것이 그 상대론적 상대 속도 계산 공식인데요.

보기 편하게 수식 입력기를 쓰면...

이것입니다.
빛의 속도보다 한없이 작은 속도에 한해서, 분모가 1과 다를 바 없기 때문에
빛의 속도보다 한없이 작은 속도의 경우 갈릴레이식 상대 속도 계산을 해주면 됩니다.

그런데 빛의 속도에 가까운 속도들의 상대 속도 계산은
위 공식을 이용해야 합니다.

따라서 철수와 영희는 0.9396c 정도의 속도로 가는 것으로 서로가 보일 것입니다.

지식인 하는데 많이 올라오는 질문 중 하나이고, 일일이 답해주기도 귀찮아요 ㅋㅋ
고등학생 분들, 검색 해서 이 글 찾아서 이해하시길 바랍니다.
괜히 고민하면서 몇 문제 더 풀 시간 날리지 마시고.. 지식인에 올리는 시간도 낭비하지 마시고!

검색 열쇠 문구(키워드 ???)
상대 속도, 0.6c, 0.7c, 0.8c, 0.9c, 서로 반대 방향, 반대로, 빛의 속도 상대 속도

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