|
|
Масса тела, движущегося со скоростью, близкой к скорости света, не является мерой его инертности. ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
В теории относительности эффективно применяется соотношение, связывающее полную энергию и импульс свободной частицы, движущейся с некоторой скоростью.
При чем, в этой формуле масса та же величина, что и в классической механике.
Если полученное выражение подставим в первую формулу и проведем элементарные математические преобразования, то увидим, что масса частицы, движущейся со скоростью света, равна нулю. Такие частицы, решено было назвать безмассовыми. Они не могут быть ни замедленны, ни ускорены. В эксперименте такие частицы были обнаружены — это фотоны и нейтрино. Для частиц с ненулевой массой выразим энергию и импульс через массу и скорость. Для энергии получим:
А для импульса
Тогда основное уравнение релятивистской динамики будет иметь вид:
Энергия покоя имеет огромные значения. Например, тело массой 1 грамм обладает энергией покоя
Такая энергия эквивалентна энергии, выделяющейся при сгорании двух тысяч тонн нефти.
Кинетическую энергию в СТО определяют как разность полной энергии и энергии покоя.
Из этой формулы видно, что если скорость частицы будет стремиться к скорости света, то ее кинетическая энергия будет стремиться к бесконечности. А это означает, что частицу, обладающей некоторой массой, невозможно разогнать до скорости света. Но не стоит думать, что релятивистская динамика противоречит законам классической физики. Существует, так называемый, принцип соответствия, согласно которому любая новая теория, претендующая на более глубокое описание физических явлений и, соответственно, на более широкую область применимости, должна включать в себя предшествующие теории как предельные случаи. Таким образом, новая теория должна включать в себя предшествующую ей теорию и указывает пределы применимости ее идей и методов расчета. И теория относительности Эйнштейна не является исключением из правил. Посмотрите, на практике все формулы специальной теории относительности переходят в формулы классической механики при скоростях, намного меньших скорости света.
Основные выводы: – Понятие одновременности событий, расстояния и промежутка времени являются не абсолютными, а относительными и зависят от выбора системы отсчета. – Из теории относительности вытекает, что скорость света в вакууме является максимально возможной скоростью передачи взаимодействия в природе.
Помимо этого, важнейшим для ядерной физики и физики элементарных частиц следствием теории относительности является вывод о взаимосвязи между массой и энергией. При этом частица обладает энергией даже при нулевой скорости. Если движение тела происходит со скоростью многим меньше скорости света, то справедливы классические представления о пространстве и времени и законы механики Ньютона. Это есть проявление общего принципа соответствия физических теорий.   Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Рассмотрим формулу и график. На них хорошо видно, что с ростом скорости тела будет увеличиваться и его масса. В качестве примера, можно рассмотреть тело массой 1 грамм. При земных скоростях его масса изменяться не будет, а если и будет, то очень незначительно. Однако, с приближением скорости, к скорости света это различие будет уже более существенное. И, наконец, если тело массой 1 грамм заставить двигаться со скоростью света, его масса станет равной 387,16 грамма.
Выражение для импульса в классической механике не удовлетворяет принципам теории относительности, законам сохранения энергии и импульса, а также записанной формуле. Поэтому в СТО релятивистский импульс определяется новым выражением
Особенно важно отметить, что полученные нами формулы описывают движение частиц во всем интервале возможных скоростей. При движении со скоростью света модуль импульса и энергия связаны следующим соотношением:
Важнейшим отличием теории относительности от классической механики является то, что энергия тела не обращается в ноль, даже когда оно покоится. В этом случае энергия покоя тела пропорциональна его массе.
Таким образом, увеличение энергии тела связано с увеличением его массы, причем:
Данное соотношение выражает закон взаимосвязи массы и энергии покоя. В теории относительности, масса тела является мерой энергии покоя. А это свойства массы было не известно в классической механике.
При малых скоростях 