Question
upstudy study bank question image url

7. A spaceship traveling past Earth with a speed of 0.87 c , relative to Earth, is measured to be 48.0 m long by observers on Earth. What is the proper length of the spaceship?

Ask by Garza May. in Canada
Jan 26,2025

Real Tutor Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

The spaceship's proper length is approximately 97 meters.

Solution

To determine the **proper length** of the spaceship, we'll use the concept of **length contraction** from Einstein's theory of Special Relativity. ### **Length Contraction Formula** The length observed by a stationary observer (**contracted length**, \( L \)) is related to the proper length (\( L_0 \)) by the formula: \[ L = L_0 \times \sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2} \] Where: - \( v \) = relative velocity of the spaceship = \( 0.87c \) - \( c \) = speed of light ### **Solving for Proper Length (\( L_0 \))** Rearranging the formula to solve for \( L_0 \): \[ L_0 = \frac{L}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}} \] ### **Plugging in the Values** 1. **Calculate \( \frac{v}{c} \)**: \[ \frac{v}{c} = 0.87 \] 2. **Calculate \( \left(\frac{v}{c}\right)^2 \)**: \[ \left(0.87\right)^2 = 0.7569 \] 3. **Calculate \( 1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2 \)**: \[ 1 - 0.7569 = 0.2431 \] 4. **Take the square root**: \[ \sqrt{0.2431} \approx 0.493 \] 5. **Finally, calculate \( L_0 \)**: \[ L_0 = \frac{48.0\, \text{m}}{0.493} \approx 97.3\, \text{m} \] ### **Conclusion** The **proper length** of the spaceship (its length in its own rest frame) is approximately **97 meters**. **Answer:** The spaceship’s proper length is approximately 97  meters.

Reviewed and approved by the UpStudy tutoring team

error msg
Explain
Simplify this solution

Mind Expander

To find the proper length of the spaceship, we can use the concept of length contraction from Einstein's theory of relativity. The length measured by observers on Earth (the contracted length) can be calculated from the proper length (the length of the spaceship at rest) using the formula: L = L0 * √(1 - v^2/c^2), where L0 is the proper length, v is the speed of the spaceship, and c is the speed of light. Given that L = 48.0 m and v = 0.87c, to find L0, we rearrange the formula: L0 = L / √(1 - v^2/c^2). Now plug in the values: 1. Calculate v^2/c^2 = (0.87)^2 = 0.7569. 2. Then, 1 - v^2/c^2 = 1 - 0.7569 = 0.2431. 3. Now, take the square root: √(0.2431) ≈ 0.4931. 4. Finally, L0 = 48.0 m / 0.4931 ≈ 97.4 m. So, the proper length of the spaceship is approximately 97.4 meters.

Related Questions

Latest Physics Questions

10. ถ้าปรับความถี่ให้มากุกว่าความถี่เรโซแนนซ์ผลของวงจรเป็นอย่างไร ก. ค่าของ \( X_{L} \) มากกว่าค่าของ \( X_{C} \) ข. ค่าของ \( X_{C} \) มากกว่าค่าของ \( X_{L} \) ค. ค่าความต้านทานมีค่าเพิ่มขึ้นมากกว่าเดิม ง. ค่าของ \( X_{L} \) เท่ากับค่าของ \( X_{C} \) 11. เมื่อวงจรเกิดสภาวะเรโซแนนซอิมพีแดนซ์ของวงจรมีค่าเท่าไร ก. มีค่าเป็นสองเท่าของค่าความต้านทาน ข. มีค่าเป็นรากที่สองของค่าความต้านทาน ค. มีค่าเท่ากับค่าความต้านทาน ง. มีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของค่าความต้านทาน 12. เมื่อวงจรเกิดสภาวะเรโซแนนซแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานมีค่าเท่าไร ก. มีค่าเป็นสองเท่าของแหล่งจ่ายที่จ่ายให้ ข. มีค่วเห่ากับแหล่งจ่ายที่จ่ายให้ ค. มีค่าเป็นรากที่สองของแหล่งจ่ายที่จ่ายให้ ง. มีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของแหล่งจ่ายที่จ่ายให้่ 13. เมื่อวงจรเกิดสภาวะเรโซแนนซ ข้อใดกล่าวถูกต้อง ก. ค่าความจุไฟฟ้าเท่ากับค่าความเหนี่ยวนำ ข. ค่าความจุไฟฟ้าเป็นสองเท่าของค่าความเหนี่ยวนำ ค. ค่ารีแอกแตนซ์เชิงตัวเก็บประจุมีค่าเป็นสองเท่าของค่ารีแอกแตนซ์เชิงตัวเหนี่ยวนำ ง. ค่ารีแอกแตนซ์เชิงตัวเก็บประจุเท่ากับค่ารีแอกแตนซ์เชิงตัวเหนี่ยวนำ 14. ข้อใดไม่ถูกต้องเมื่อวงจรเกิดสภาวะเรโซแนนซ์ในวงจร RLC แบบอนุกรม เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้า ก. แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ร่วมเฟสกับแรงดันที่ตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำและแรงดันที่ตกคร่อมตัวเก็บประด ข. ผลรวมของแรงดันที่ตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำกับแรงดันที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุ มีค่าเท่ากับศูนย์ ค. แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ร่วมเฟสกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจร ง. แรงดันที่ตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำเท่ากับแรงดันที่ตกคร่อมตัวเก็บ
Physics Thailand Jan 27, 2025
Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy