Релятивистская динамика

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.

II. Релятивистская динамика.

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.

III. Связь между массой и энергией.

Релятивистская 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.
Разность 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:

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.