4.2 Энергия свободной частицы. Импульс частицы

Видеоурок 1: Основы специальной теории относительности. Часть 1

Лекция: Энергия свободной частицы. Импульс частицы

Относительность одновременности

Когда тела начинают двигаться с высокими скоростями, все знания классической механики перестают работать. В том числе речь идет и об одновременности событий между телами, что двигаются быстро и медленно.

Существует некий парадокс близнецов. В его основе лежит рассмотрение процессов человека, что двигается на космическом корабле высоких скоростей, и человека, находящегося на Земле. Считается, что процессы старения, а также другие возможные изменения организма на корабле происходят с меньшей скоростью. Существует предположение, что если на космическом корабле пройдет время равное году, то для человека на Земле оно будет исчисляться десятками лет.

Определить время, которое проходит для тела, двигающегося с высокими скоростями, относительно земного, можно по формуле:

Если, например, тело будет двигаться со скоростью близкой скоростью света, то для него пройдет 1 год, а для наблюдателя с Земли более 20 лет.

Если же два тела двигаются с высокими скоростями, то определить их относительные скорости можно по формуле:

При использовании данной формулы, относительная скорость не может получиться больше скорости света.

Энергия

Для определения энергии тела, двигающегося со скоростью, близкой к свету, используют основную и всеми известную формулу:

С помощью нее можно определить энергию тела, что покоится.

Однако, если тело начинает быстро двигаться, то её энергия увеличивается на величину релятивистского корня:

Импульс

Для определения импульса тела используют аналогичную формулу с релятивистским корнем: