作业帮 > 物理 > 作业

人类乘坐现有最快速的宇宙飞船,绕火星一圈之后回到地球,人可以年轻几岁?(假设~宇宙飞船的速度是以人体所能承受的速度下去计

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/22 05:10:47
人类乘坐现有最快速的宇宙飞船,绕火星一圈之后回到地球,人可以年轻几岁?(假设~宇宙飞船的速度是以人体所能承受的速度下去计算)
按照爱因斯坦相对论,一个物体在运动时,其经历的时间会缩短,质量会增加.
关于时间的缩短,可通过下面的公式计算.

目前人类现有的速度最快的宇宙飞船是美国的旅行者1号,已经飞出太阳系.该飞船的时速大约是6万公里多一点,换算下来,大约是17千米/秒过一点.地球与火星的最近距离约为5500万公里,最远距离则超过4亿公里.距离越近则往返需要的时间越短,“赚”的时间也越少.距离长一些,则可“赚得”更多的时间.咱们按照2亿公里计算.
计算条件:不计飞船起飞时加速、到达时减速,返回时加速,回来时减速消耗的时间,在飞行的任何时间都用17千米/秒的速度运动;不计飞船到达火星后调头所需要的时间.
按照地球时间计算,飞船总的飞行距离是4亿千米,所需时间为:
 
4×10^8/17=2.35×10^7(秒).
 
而在地球上的人看来,飞船所用的时间比地球上实际经过的时间要短.缩短的时间则需要使用上面的公式计算.
 
v/c=17÷300000=0.0000567
 
此数平方,得:0.000000003215
 
1-0.000000003215=0.999999996785
 
2.35×10^7÷0.99247=2.35000000756×10^7(秒)=23500000.0756秒.
 
两个时间的差为:
 
23500000.0756-235000000=0.0756(秒)
 
即:宇航员在乘坐目前最快的宇宙飞船,绕行火星一圈,回到地球后,他(或他们)“赚”到了0.0756秒的时间.他(或他们)比地球上的人“年轻”了大约百分之8秒.