Ф-11 Релятивистская динамика. ОК-35
I. Границы применимости законов классической динамики.
Второй закон Ньютона:
при
малых скоростях не меняет своей
формы при переходе из одной инерциальной
системы отсчета в другую.Из второго закона следует, что постоянная сила, действуя на тело продолжительное время, может сообщить сколь угодно большую скорость. Но в действительности скорость тела не может быть больше скорости света в вакууме. Следовательно второй закон требует уточнений. Сам Ньютон записывал второй закон в виде:
,
где
-
изменение импульса тела.
при
малых скоростях не меняет своей
формы при переходе из одной инерциальной
системы отсчета в другую.
,
где
-
изменение импульса тела.I
I.
Релятивистская
динамика.
Релятивистский импульс частицы:
Основной закон релятивистской динамики:
, где
-релятивистский
импульс.
, где
-релятивистский
импульс.
При
Сила, действующая на материальную точку, равна первой производной релятивистского импульса по времени.
Если на материальную точку одновременно действуют несколько сил, то в формуле основного закона релятивистской динамики
-равнодействующая
всех приложенных сил.При
приходим к классическому закону
Ньютона.Классическая механика – это механика макротел, движущихся с малыми скоростями.
приходим к классическому закону
Ньютона
I
II.
Связь
между массой и энергией.
Р
елятивистская
энергия:
Энергия неподвижной частицы называется энергией покоя:
В классической механике энергию покоя не учитывают, считают, что энергия покоящегося тела равна нулю.
Закон взаимосвязи массы и энергии: любое тело обладает энергией уже благодаря факту своего существования. Энергия тела пропорциональна квадрату скорости и массе тела. Взаимосвязь массы и энергии имеет смысл только в системе отсчета, в которой частица покоится.
Р
азность
релятивистской энергии и энергией
покоя называется кинетической энергией
тела:
.При малых скоростях
,
.В формуле релятивистской энергии не учитывается потенциальная энергия тела.
Связь релятивистской энергии и релятивистского импульса:
елятивистская
энергия:
азность
релятивистской энергии и энергией
покоя называется кинетической энергией
тела:
.
.
Масса тела – инвариантная величина. Одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Она равна:
Масса тела, обладающего конечной энергией и движущегося в вакууме со скоростью света, равна нулю.
Фотоны и любые другие частицы, движущиеся со скоростью света в вакууме, в этом смысле не обладают массой.