Релятивістський закон збереження імпульсу. Імпульс у замкненій механічній системі з часом не змінюється.

З закону динаміки витікає:

. (1.147)

Тобто, якщо, то. Якщо тіло може рухатися з такою швидкістю, то це значить, що в природі існує нескінченна сила або нескінченний проміжок часу. Людству невідомі такі нескінченні сили або час. Тоді щоб виконувався закон релятивістської динаміки треба внести обмеженість щодо швидкості руху тіла з будь-якою масою спокою:

. (1.148)

Ця нерівність і є відображенням границі застосовності законів класичної механіки та її висновків.

Рекомендована література:

1. І. Г. Богацька та ін. Загальні основи фізики: У двох книгах. Кн. 2. Електродінаміка. Атомна та субатомна фізика. Навч. посібник/- К.:Либідь, 1998.- С.130-135.

2. Трофимова Т. И. Курс физики: Учебник для студ. вузов/ - М.:Высш.шк., 1985.- С.61.

 

1.5.4 Кінетична енергія. Релятивістський вираз для кінетичної енергії

Щоб змінити кінетичну енергію потрібно виконати роботу.

, . (1.149)

З того, що

, (1.150)

отримаємо:

(1.151)

або . (1.152)

Використовуючи рівняння (1.40) , отримаємо

. (1.153)

Порівнюючи (1.152) і (1.153), доводимо:

. (1.154)

З цього випливає, що

Зміна кінетичної енергії пов'язана зі збільшенням маси спокою тіла.

Релятивістський вираз для кінетичної енергії

. (1.156)

Кінетичну енергію можна також визначити через релятивістський імпульс:

. (1.157)

Зміна кінетичної енергії може бути знайдена за виразом:

, (1.158)

де для даного тіла у даній системі відліку. Тобто, це початкова умова для тіла, що не рухається – енергія спокою є:

. (1.159)

Тоді – енергія, зв'язана з рухом і з масою, тобто повна енергія:

. (1.160)

Тоді зміна кінетичної енергії визначатиметься:

(1.161)

або . (1.162)

З цього випливає рівняння:

(1.163)

Це рівняння буде проаналізовано у наступному параграфі.

Рекомендована література:

1. І. Г. Богацька та ін. Загальні основи фізики: У двох книгах. Кн. 2. Електродінаміка. Атомна та субатомна фізика. Навч. посібник/- К.:Либідь, 1998.- С.130-135.

2. Трофимова Т. И. Курс физики: Учебник для студ. вузов/ - М.:Высш.шк., 1985.- С.62.

1.5.5 Взаємозв'язок маси та енергії

Взаємозв'язок маси та енергії має вигляд:

Не існує маси без енергії, а енергії без маси. За своєю природою енергія та маса є тотожніми. Ми експериментально фіксуємо масу, тільки тому, що це є енергія. Це фундаментальне визначення належить А.Ейнштейну.

Якщо "розібрати" спочиваюче тіло на складові частини, то треба здійснити роботу ΔΑ на його руйнування до частинок з масою :

, або . (1.164)

Енергія зв’язку між частками тіла (механічної системи, атома тощо):

. (1.165)

Дефект маси показує, що доданок мас спокою складових більше за масу спокою усього тіла:

. (1.166)

Але, щоб одержувати реальні релятивістські ефекти потрібно мати тіла з дуже маленькою масою. Тоді, змінюючи повну енергію тіла, можна зафіксувати зміну інерційної маси.

Рекомендована література:

1. І. Г. Богацька та ін. Загальні основи фізики: У двох книгах. Кн. 2. Електродінаміка. Атомна та субатомна фізика. Навч. посібник/- К.:Либідь, 1998.- С.192-202.

2. Трофимова Т. И. Курс физики: Учебник для студ. вузов/ - М.:Высш.шк., 1985.- С.62-63