Релятивистік импульс және масса
Егер ипмпульс (6)формула бойынша анықталатын болса,онда Ньютонның екінші заңы инвариантты форма алады.Ньютон механикасында импульс тек жағыдайында ғана (7)теңдеуде көрсетілген релятивистік мәнмен сәйкес келеді,яғни қозғалыстың төменгі жылдамдықтарында (7)теңдікке кіретін;
(9)
Мәнін релятивистік масса деп қабылдауға болады.Ондағы тыныштықтағы дене массасы , қозғалыстағы дененің жылдамдығы.Егер болса ,ал болса .
Дене қозғалысының жылдамдығының жарық жылдамдығына жақын болуы оның массасының өте үлкен шамаға дейін артып кетуіне алып келеді.Осыған байланысты дененің инерттілігіде артады.
Релятивтік энергия.Масса мен энергия байланысы
Егер дене қозғалысының жылдамдығы жарық жылдамдығынан әлде қайда төмен болса,Яғни ,онда(9)формуладағы болады.Мұндай жағыдайда Ньютон биномының көмегімен (9)теңдеуді мына түрде жазуға болады:
Осы жағдайды ескерсек жылдамдықпен қозғалған дененің массасы:
(10)
Бұдан қозғалған дененің массасы оның тыныштық массасына дененің кинетикалық энергиясына тәуелді кейбір қозғалыс массасын қосқанға тең.
(10) теңдеуден, (11)
Мұндағы кинетикалық энергия өзгерісі, дене қозғалысының жылдамдығының өзгеруі кезіндегі масса өзгерісі.
Сонымен (11)теңдеу кез келген жүйеде және процестерде,энергияның кез келген түрі мен жылдамдықтың кез келген мәні үшін өте дәл орындалатын әмбебап теңдеу.Сондықтан оны жалпы түрде жазуға болады.
(12)
Немесе
Бұдан :
Арнайы салыстырмалылық теориядағы энергия мен импульсінің сақталу заңы
Релятивистік механикада екі түрдегі жүйені ажыратады:денелер өзара әсерлеспейтін жүйе және олардың әсерлесетін жүйесі.
Денелердің өзара әсерлеспейтін жүйесінде толық релятивистік энергия және импульс жеке денелердің релятивистік энергиялары менимпульстерінің қосындысына тең:
(13)
(14)
Мұндағы ,ал жүйені құрайтын денелер саны релятивтік кинетиклық энергия .
Денелер өзара әсерлеспейтіндіктен жеке элементтердің жылдамдықтары және олардың релятивистік энергиялары тұрақты болады.Сондықтан толық энергия мен толық импульсте тұрақты болады.
Достарыңызбен бөлісу: |