Тема: Элементы релятивистской динамики.

ФИЗИКА, ГРУППА № 34, 19.10.2021 г.

Занятие № 22

Тема: Элементы релятивистской динамики.

Цель: изучить массу, импульс и энергию в релятивистской динамике.

План:

1. Импульс. Релятивистская масса.

2. Движение релятивистской частицы.

3. Связь между энергией и импульсом релятивистской частицы.

 

 

 

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Релятивистская механика — раздел физики, рассматривающий законы механики (законы движения тел и частиц) при скоростях, сравнимых со скоростью света. При скоростях значительно меньших скорости света переходит в классическую (ньютоновскую) механику.

 

Импульс. Релятивистская масса.

Во время создания СТО теории, удовлетворяющей данному условию, она подразумевала уже существующую теорию электродинамики Максвелла. Уравнения вышли неинвариантными относительно преобразований Лоренца, что требовало пересмотра и уточнения законов механики. Для этого Эйнштейн основывался на требованиях выполнимости закона сохранения импульса и закона сохранения энергии в замкнутых системах. Чтобы он выполнялся во всех инерционных системах отсчета, следовало изменить определение импульса тела.

Классический импульс p = mν заменяют релятивистским p с массой m и скоростью движения ν. Запись принимает вид:

Масса m считается фундаментальной характеристикой частицы. Она не зависит от выбора инерциальной системы отсчета, скорости движения.

Запись основного закона релятивистской динамики материальной точки принимает вид, аналогичный второму закону Ньютона:

тогда p примет значение релятивистского импульса частицы. Отсюда следует

Скорость частицы в релятивистской механике не пропорциональна релятивистскому импульсу, то есть скорость изменения не будет пропорциональна ускорению. Отсюда имеем, что сила постоянна по модулю и по направлению, причем не вызывает равноускоренного движения.

 

Массовая частица обладает собственной энергией.

Тело обладает энергией и при скорости, равной нулю — энергией покоя.

Любое тело уже только благодаря факту своего существования обладает энергией, которая пропорциональна его массе m.

Кинетической энергией E_k считают разность между полной Е и энергией покоя E₀. Запись принимает вид:

Релятивистская энергия есть сумма собственной энергии частицы и релятивистской кинетической энергии Ек:

Масса тела, которое движется со скоростью ν, больше, чем масса покоящегося тела.

 

Задание скидывать в группу

34 гр. https://vk.com/club194181059

 

ФИЗИКА, ГРУППА № 34, 19.10.2021 г.

Занятие № 23

Задание скидывать в группу

34 гр. https://vk.com/club194181059

 

ФИЗИКА, ГРУППА № 34, 19.10.2021 г.

Занятие № 22

Тема: Элементы релятивистской динамики.