74780

Релятивистский закон сложения скоростей. Изменение массы со скоростью. Связь массы и энергии

Доклад

Физика

Произведя соответствующие преобразования получаем релятивистский закон сложения скоростей специальной теории относительности: Закон взаимосвязи массы и энергии Найдем кинетическую энергию релятивистской частицы.

Русский

2015-01-05

56 KB

4 чел.

20.Релятивистский закон сложения скоростей. Изменение массы со скоростью. Связь массы и энергии

Релятивистский закон сложения скоростей. Рассмотрим движение материальной точки в системе К', в свою очередь движущейся относительно системы К со скоростью v. Определим скорость этой же точки в системе К. Если в системе К движение точки в каждый момент времени t определяется координатами х, у, z, а в системе К' в момент времени t' — координатами х', у', z', то представляют собой соответственно проекции на оси х, у, z и х', у', z' вектора скорости рассматриваемой точки относительно систем К и К'. Согласно преобразованиям Лоренца (36.3),

Произведя соответствующие преобразования, получаем релятивистский закон сложения скоростей специальной теории относительности:

Закон взаимосвязи массы и энергии

Найдем кинетическую энергию релятивистской частицы. Раньше было показано, что приращение кинетической энергии материальной точки на элементарном перемещении равно работе силы на этом перемещении: (40.1)Учитывая, что dr = v dt, и подставив в (40.1) выражение (39.2), получаемПреобразовав данное выражение с учетом того, что vdv = vdv, и формулы (39.1), придем к выражению(40.2)т. е. приращение кинетической энергии частицы пропорционально приращению ее массы.Так как кинетическая энергия покоящейся частицы равна нулю, а ее масса равна массе покоя m0, то, проинтегрировав (40.2), получим (40.3),или кинетическая энергия релятивистской частицы имеет вид(40.4).Выражение (40.4) при скоростях v«c переходит в классическое:.Эйнштейн обобщил положение(40.2), предположив, что оно справедливо не только для кинетической энергии частицы, но и для полной энергии, а именно любое изменение массы m сопровождается изменением полной энергии частицы, (40.5)Отсюда Эйнштейн пришел к универсальной зависимости между полной энергией тела Е и его массой т: (40.6)Уравнение (40.6), равно как и (40.5), выражает фундаментальный закон природы — закон взаимосвязи (пропорциональности) массы и энергии: полная энергия системы равна произведению ее массы на квадрат скорости света в вакууме

Масса движущихся релятивистских частиц зависит от их скорости: (39.1)

где m0 — масса покоя частицы, т. е. масса, измеренная в той инерциальной системе отсчета, относительно которой частица находится в покое; с — скорость света в вакууме; т — масса частицы в системе отсчета, относительно которой она движется со скоростью v. Следовательно, масса одной и той же частицы различна в разных инерциальных системах отсчета. Основной закон динамики Ньютона

оказывается также инвариантным по отношению к преобразованиям Лоренца, если в нем справа стоит производная по времени от релятивистского импульса. Основной закон релятивистской динамики материальной точки имеет вид


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

871. Административное право 382.49 KB
  Административно-правовые гарантии реализации прав граждан. Основы административно-правового статуса предприятий и учреждений. Ознакомление студентов с основными понятиями и категориями административного права. Исполнительно-распорядительная деятельность. Приостановление действия (исполнения) акта управления.
872. Анализ свойств линейной непрерывной статической системы 376 KB
  Расчет передаточной функции замкнутой системы по управлению. Исходная структурная схема (f=0). Элементарные правила преобразования структурных схем. Алгоритм преобразования для многоконтурных систем. Заменяем последовательное соединение в прямой цепи. Расчет передаточной функции по возмущению (U=0). Определение устойчивости замкнутой системы по теореме Ляпунова.
873. Общие принципы регуляции в живых организмах 62 KB
  Упорядоченная совокупность объектов (элементов системы), взаимодействующих и взаимосвязанных между собой. Сравнительная характеристика гуморального и нервного механизмов регуляции
874. Сборника рецептур блюд и кулинарных изделий 159.5 KB
  Соусное отделение горячего цеха: схема цеха, оборудование, инвентарь. Организация снабжения, формы и способы доставки продуктов. Оформление зала и сервировка столов для завтрака, обеда и ужина. Тепловая обработка продуктов.
875. Шпаргалка по мировой экономике 576.5 KB
  Совокупность национальных хозяйств и экономических взаимосвязей между ними. Характеристика факторов, влияющих на развитие мирового хозяйства. Международная специализация и кооперирование производства. Показатели, характеризующие производство основных видов продукции на душу населения, уровень и качество жизни.
876. Свободные и вынужденные колебания в контуре 182.5 KB
  Ознакомление с приборами и лабораторным стендом. Свободные колебания в одиночном контуре. Вынужденные колебания в последовательном контуре. Получение синусоидальных колебаний звуковых и ультразвуковых частот в диапазоне 20 Гц - 200 кГц с напряжением от долей вольта до 30 вольт.
877. Сущность и методология маркетинговых исследований 506.5 KB
  Уменьшение неопределенности и риска при принятии коммерческих решений. Теоретические основы проведения маркетинговых исследований. Проведение маркетингового исследования эффективности рекламы. Анализ рынка шоколадных батончиков.
878. Воспитание и педагогическая мысль в эпоху Античности 416.5 KB
  Факторы, влияющие на социализацию и составляющие контекст воспитания и образование. Развитие воспитания и образования в древней Греции. Религия как фактор влияния на человека в древнегреческом обществе. Влияние общества и отношение к обществу. Семья как фактор воспитания. Отношение к семье.
879. Принятие решений в финансовом менеджменте с использованием финансовых функций MS Excel 198.5 KB
  Определите, сколько денег окажется на счете в конце пятого года для каждого варианта. Будущее значение вклада на конец пятого года. Если срок вклада увеличить до 10 лет, как изменится ставка процента.