数学时钟练习题讲解 时钟问题,如何理解角度差,分钟数,速度差?

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数学时钟练习题讲解

时钟问题,如何理解角度差,分钟数,速度差?

时钟问题,如何理解角度差,分钟数,速度差?

假设你从时空的A时空点运动到B时空点,飞船从A时空点运动到C时空点。
在你的参照系下,AB时间间隔为1秒,AC时间间隔为2秒。
在飞船参照系下,AB时间间隔为2秒,AC时间间隔为1秒。
我现在问你,时间是变快了,还是变慢了?明显,怎么说都是错的。这里问题的核心关键是,你手上的时钟只能测量AB的时间,测量不了AC的时间。飞船上的时钟,只能测量AC的时间,测量不了AB的时间。1秒是时钟实际变化的长度,2秒只是一个纯数学量罢了。
这是一个经典的语言学问题,而不是物理学问题。
错误的语言表述1:时间。
正确的语言表述1:时空中,2个时空点之间的时间间隔。
说明:谈论时间,需要指明是哪2个时空点之间的时间间隔,而不能统一用时间这个词语。牛顿时代,2个时空点的时间间隔跟参照系没有关系,这时候统一用时间这个词语,从语文的角度是可以的,但是到了相对论时代,这就是一个语文的病句了。
错误的语言表述2:速度越快,时间越慢。
正确的语言表述2:变换参照系时,2个时空点的时间间隔是增加还是减小。
说明:变换参照系的时候,2个时空点的时间间隔有三种可能变化,不变,变小,变大,具体是哪种取决于选取的时空点。2维时空的洛伦兹变换是把时空的一个维度拉长a倍,另外一个维度压缩1/a倍,并不存在统一的时间间隔变大或者变小。
语文病句解释完,下边说一下物理科普书中的这个病句的来由。
2个时空点之间的时间间隔,虽然会随着参照系变化而变化,但是这个变化是有一个最小值的(没有最大值),严格地说,如果可以以低光速从时空A点到达时空B点,那么AB时空点的时间间隔有一个最小数值。这个最小数值,恰好是AB空间间隔为0的那个参照系下取得的。以本身作参照系,本身静止,空间变化为0,这时候取得最小值,如果变换到非本身参照系,自然时间间隔增加。别的参照系都走了2秒了,你自身的时钟才走了1秒,结果就是时间变慢了。
说完病句的来源,再说一下这个经典问题的困惑点在哪。
上边解释来源时,说的是本身参照系下的时间间隔是最短的。以最初的例子来说,AB的时间间隔在你的参照系下取最小值,AC的时间间隔在飞船参照系下取最小值,抛开具体的时空点,统一用时间变慢变快来描述,在语文上是不成立的。用一个错误的语言来表述,产生困惑也就不奇怪了。
解答完这个问题,再补充下我自己的一些说法,很明显,具体一个时钟只能测量时钟本身的时间,时钟的运动路径仅仅是时空中的一条曲线,曲线之外的世界,是没有物理意义上的时间存在的,只有数学意义上的坐标,而这个坐标,是可以任意取值的,只要能分析物理学就好。譬如,t-x作为时空平面,我用t-x这条直线作为横轴,tx这条直线作为纵轴,建立坐标系,同样可以给每个时空点一个数值,这个数值并没有什么物理学的意义。不管时间,还是空间,也是一样的。
回到AB、AC的例子,你的钟表跟飞船上的钟表,读数都是1秒,那2秒是哪来的?这个2秒,是AB所在的参照系,需要在数学上给AC一个坐标,给出来的一个纯数学的数字罢了。
所以,核心的问题在于,并不存在一个我的参照系下的普适物理时间,最多能有的只是一个纯数学的坐标时间。既然是坐标,在不同的坐标系下取不同数值,也就不奇怪了。思维再放开些,不限制运动物体的坐标系,譬如前边的t-x和tx这样2条光路的坐标系,再譬如极坐标系,这时候哪里还有什么时间空间这些概念。

1年级数学学钟表口诀?

一、【认识时针、分针、秒针】
跑的最快是秒针,个儿高高,身材好;
跑的最慢是时针,个儿短短,身材胖。
不高不矮是分针,匀速跑步作用大。
二、【认识时钟】
一个小时 60 分,半点也叫 30 分。
看完时针找分针,指针长短仔细分。
分针走路停不住,走了一步又一步。
分针半圈走到 6,拉着时针迈半步。
时针半步不计数,还念半步前的数。
分针每次踩住 6,就是半点请记住。