수능 문제 풀이-2023학년도 물리학1 - 12번, 특수상대성이론, 길이수축, 시간지연, 동시성의 상대성, 특수 상대성의 기본

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2023.03.29 - [과학/물리학 문제 풀이 2023학년도 수능] - 수능 문제 풀이-2023학년도 물리학1 - 11번, 스넬의 법칙, 전반사, 빛의 굴절

수능 문제 풀이-2023학년도 물리학1 - 11번, 스넬의 법칙, 전반사, 빛의 굴절

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이번글은

2023학년도 수능

(2022년도에 치러짐)

물리학1 - 12번 문제 풀이입니다

 

문제는 다음과 같습니다

이 문제의 저작권은 한국교육과정평가원에 있습니다

글의 순서는

1. 특수상대성이론

2. 길이수축, 시간지연, 동시성의 상대성

3. 문제풀이

입니다

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1. 특수상대성이론

 

1) 가정

아인슈타인의 특수상대성이론 기본 가정

아인슈타인이 발표한 특수상대성이론은

두 가지 가정을 하고 있습니다

 

(1) 모든 관성계에서의 물리법칙은

동일하게 적용된다

(2) 빛의 속력은 절대적이다

 

여기서 관성좌표계란

가속하지 않고 있는 계를 뜻합니다

가속하는 계를 비관성 좌표계라고 합니다

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2) 길이수축, 시간지연, 동시성의 상대성

 

(1) 길이 수축

특수상대성이론 길이 수축

특수상대성 이론에서는

속력이 있는 물체는

길이가 짧아집니다

이를 길이 수축이라고 합니다

 

이 효과는 속력이 빠를수록

크게 일어납니다

 

여기서 포인트는

움직이는 물체가

짧아지는 게 아니라

관측자가 보기에

움직이는 모든 것은

짧아집니다

 

예를 들면

내가 100m 달리기를 하는데

달리기 때문에 100미터가

그보다 짧아집니다

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(2) 시간지연

특수 상대성 이론 시간 지연

특수상대성이론에서는

빠르게 움직이는 물체의 시간은

천천히 흐릅니다

 

그 효과는 빠를수록 더 강합니다

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(3) 동시성의 상대성

동시성의 상대성

동시에 일어난 일도

관측자에 따라서

동시가 아닐 수 있습니다

 

이는 관측되는 것은

빛이 도달하여야 하는데

 

움직이는 상태에 따라

두 사건의 빛이 동시에 관측되면

동시에 일어난 사건

 

따로 관측되면 

동시에 일어나지 않은 사건이

되기 때문입니다

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3. 문제풀이

이 문제의 저작권은 한국교육과정평가원에 있습니다

ㄱ)

B의 입장에서

L1과 L2의 거리를 지나

도달한 빛이 동시에 보이기 위해서는

 

P점에 도달한 빛이 Q에 도달한 빛보다

먼저 도달하여

도달하였다는 정보가

B에게 까지 가는데 걸리는 것까지

고려해야 합니다

 

즉 L1이 L2보다 짧아야 합니다

ㄱ은 틀렸습니다

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ㄴ)

L1이 L2보다 짧으므로

A의 입장에서는

P점에 먼저도달합니다

ㄴ은 맞았습니다

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ㄷ)

A에서 일어난 사건의 시간을

B가 보았을 때

그 시간을 지연됩니다

즉, B에서 측정한 시간이 더 깁니다

ㄷ은 틀렸습니다

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ㄴ만 맞으므로

정답은 2번입니다

 

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이번글에서는

2023학년도 수능

(2022년도에 치러짐)

물리학1 - 12번 문제 풀이와

특수상대성이론에 대하여

이야기하였습니다

 

다음 글은 13번 풀이입니다

2023.04.03 - [분류 전체보기] - 수능 문제 풀이-2023학년도 물리학1 - 13번, 이상기체, 열역학 4대 과정

수능 문제 풀이-2023학년도 물리학1 - 13번, 이상기체, 열역학 4대 과정

 

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