Елементи релятивістської механіки

 

Математичний запис Що означає
де (– координати частинки відповідно в системах і ; – швидкість, з якою рухається система відносно системи . Перетворення Галілея – рівняння класичної механіки, які пов’язують радіуси-вектори , координати і час руху частинки у двох інерціальних системах відліку. Перетворення координат записані для того випадку, коли система рухається зі швидкістю у додатному напрямі осі системи . Осі і збігаються, а осі і , а також осі і паралельні одна одній.
. Закон додавання швидкостей у нерелятивістській механіці. , – швидкості частинок у системах відліку і відповідно.
Закони механіки однаково формулюються для всіх інерціальних систем відліку (принцип відносності Галілея).
; Перетворення Лоренца – рівняння спеціальної теорії відносності, які пов’язують координати і час частинки, яка рухається, у двох інерціальних системах відліку і , записані для того випадку, коли система рухається зі швидкістю у додатному напрямі осі системи . Осі і збігаються, а осі і , а також осі і паралельні одна одній. – швидкість світла у вакуумі.
, де – власна довжина тіла. Наслідок із перетворень Лоренца: релятивістське (лоренцеве, фіцджеральдове) скорочення довжини тіла, яке рухається зі швидкістю у напрямку його руху.
, де – проміжок часу між подіями (проміжок власного часу годинника) у тій системі відліку, що рухається; – проміжок часу між подіями у нерухомій системі відліку. Наслідок із перетворень Лоренца: сповільнення ходу годинника, що рухається. Годинник, який разом з системою відліку рухається зі швидкістю , йде повільніше, ніж годинник, який не рухається.
Релятивістське додавання швидкостей для випадку, коли тіло в системі рухається вздовж осі , а система відліку рухається відносно системи відліку зі швидкістю .
. Релятивістська маса. Наслідок із перетворень Лоренца: зі збільшенням швидкості рухомого тіла його маса зростає.
. Релятивістський імпульс.
. Основний закон релятивістської динаміки частинки.
. Повна енергія релятивістської частинки. Взаємозв’язок між повною енергією та масою релятивістської частинки.
. Наслідок із перетворень Лоренца: нерухома релятивістська частинка має енергію, яка називається енергією спокою.
  . Зв’язок між повною енергією та імпульсом релятивістської частинки.