Според концепцията на класическата механика, телесното тегло е постоянна. Въпреки това, в края на ХIХ век. бе определен за експерименти с електрони, че телесното тегло е в зависимост от скоростта на движението му, а именно, се увеличава с увеличаване срещу законно
където - масата почивка. т.е. масата на материал точката, както е измерено в инерционни опорния кадър, спрямо която точка е в покой; m - маса точка на опорния кадър, спрямо който се движи със скорост V.
От принципа на относителността на Айнщайн. твърди, инвариантността на законите на природата в прехода от един инерционен референтен система към друга, от това следва, че основният закон на нютоновата динамика
Това е инвариантна по отношение на трансформациите на Лоренц, ако това право се е производно на релативистичната инерция:
От горната формула следва, че при скорости значително по-малка скорост на светлината във вакуум, те преминават във формулата на класическата механика. Ето защо, при условие за приложимостта на законите на класическата механика е състоянието. Законите на Нютон са получени в резултат на SRT за ограничаване на делото. Така класическата механика - механично ротори, които се движат с малка (в сравнение със скоростта на светлината във вакуум) скорости.
Поради хомогенността на пространството в относителни механика се запазва релативистично импулс. относителни импулсни органи затворената система се запазва, т.е. Това не променя с течение на времето.
Промените в скоростта на тялото в относителни механика води до промяна в маса и по този начин общата енергия, т.е. между масата и енергията има връзка. Тази универсална връзка - връзката между масата и енергията - Айнщайн намерено:
От (5.13), следва, че всяка маса (М движеща се или неподвижна) съответства на определена енергийна стойност. Ако тялото е в покой, енергийната си почивка
Енергията почивка е на вътрешната енергия на тялото. който се състои от кинетичните енергии на всички частици, потенциалната енергия на енергията взаимодействие и количеството на покой на частиците.
В релативистичната механика не е законът за запазване на масата почивка. Тя се основава на тази гледна точка обяснение на маса дефект на ядрото и ядрени реакции.
В SRT закона за запазване на масата и релативистката енергия. промените в общата енергия на тялото (или системи) е придружен от еквивалентно промяна в теглото си:
Така, телесното тегло, което в класическата механика е мярка на инерция или тежестта, относителни механика е и мярка на енергийното съдържание на тялото.
Физическата смисъла на експресия (5,14) е, че по принцип съществува възможност за преход материалните обекти с маса покой, в електромагнитно лъчение, което няма маса в покой; в този случай законът за запазване на енергията.
Класически пример за това е унищожаването на производството на електрон-позитронна двойка и напротив, формирането на електрон-позитронна двойка кванти на електромагнитното излъчване:
В релативистичната динамика стойност на кинетичната енергия Ek се определя като разлика енергия E на движещото се тяло и E0 почивка:
Когато уравнение (5.15) се превръща в класически експресията
Формули (5.13) и (5.11), които намираме релативистичната връзката между общата енергия и инерцията на тялото:
Законът на масови и енергийни връзки са потвърдени от експерименти върху освобождаването на енергия по време на ядрени реакции. Той е широко използван за изчисляване на енергичен ефект от ядрени реакции и превръщания на елементарните частици.
- Специалната теория на относителността - нова теория за пространството и времето, което заменя класическите идеи. основа SRT е разпоредбата, че никаква енергия, няма сигнал може да се разпространява със скорост, превишаваща скоростта на светлината във вакуум. Скоростта на светлината във вакуум е постоянно, независимо от посоката на разпространение. е направена Тази разпоредба да се формулира под формата на две от постулати на Айнщайн - принципа на относителността и принципа на постоянството на скоростта на светлината.
- Област на приложение на законите на класическата механика е ограничена от скоростта на материалния обект, ако скоростта на тялото, съизмерима със скоростта на светлината, то е необходимо да се използва релативистката формула. По този начин, със скоростта на светлината във вакуум е критерий за определяне на срока на прилагане на класическите закони, защото е максималната скорост на сигнализиране.
- Зависимостта на масата на скорост на движение на тялото се определя от отношението
- Релативистични импулс на тялото и съответно динамиката на движението на уравнение
- Промяната на скоростта в относителни механика води до промяна в маса и по този начин общата енергия:
- В SRT закона за запазване на масата и релативистката енергия: промяната в общата енергия на тялото се придружава от съответна промяна в теглото му:
Физическият смисъл на тази връзка е, както следва: там е основно възможността за преместване на материални обекти, които имат маса в покой, в електромагнитно излъчване, което не разполага с маса в покой; в този случай законът за запазване на енергията. Това съотношение е от съществено значение за ядрената физика и физиката на елементарните частици.
Въпроси за самопроверка и повторение
1. Каква е физическата природа на механичен принцип на относителността? Това, което отличава галилейски принципа на относителността от принцип на относителността на Айнщайн?
2. Какви са причините за създаването на специалната теория на относителността?
3. Формулиране на постулатите на специалната теория на относителността.
4. Запис на трансформацията на Лоренц. При какви условия те се движат в галилейски трансформация?
5. Какво е релативистичната допълнение на закона за скорост?
6. Както и в релативистичната механика масата на движещото се тяло зависи от скоростта?
7. Запис Основно уравнение релативистични динамика. Как да се различава от основния закон на Нютоновата механика?
8. Какъв е законът за запазване на релативистката инерция?
9. Тъй като кинетичната енергия се изразява в релативистичната механика?
10. Формулиране на връзката между масата и енергията. Каква е неговата физическа същност?
Примери за решаване на проблеми
Проблем 1. йонизиран атом. излитане от педала на газта при скорост от 0.8 и. Той излъчва фотон по посока на движението си. Определяне на скоростта на фотон в сравнение с педала на газта.
Според закона на релативистката допълнение скорост
където - скоростта на един фотон. Като се има предвид, че, получаваме:
Отговор: Скоростта на фотон в собствената си координатна система по отношение на газта и еднакви и равни на скоростта на светлината.
Задача 2. Proton се движи със скорост от 0.75 с. Определете своя релативистична скорост и кинетична енергия.
Релативистично протон импулс изчислява по формулата
Кинетичната енергия на частицата
където Е - общата енергия на подвижния протона; E0 - енергията почивка.
Задачи за независим решение
1. Каква е скоростта лост се движи до размера на своето движение в посока намалели три пъти?
2. частиците се движи със скорост V = 8 С. За да се определи съотношението на общата енергия на частицата релативистично своята почивка енергия.
3. Определяне на скоростта, с която релативистично импулс на частиците над нютонов импулс три пъти.
4. Определяне на релативистката електронен импулс, чиято кинетична енергия Ek = 1 GeV.
5. С какъв процент ще се увеличи масата на електрона, след преминаване в ускоряване на електрическо поле потенциална разлика от 1.5 MW?
Свързани статии