268. Fizyka relatywistyczna - dodawanie prędkości

Fizyka relatywistyczna - dodawanie prędkości.

Ważne pojęcia potrzebne do rozwiązywania zadań z zakresu fizyki relatywistycznej

Szczególna teoria względności.
Transformacja Lorentza.
Transformacja Galileusza.
Dodawanie prędkości relatywistyczne.
Klasyczne dodawanie prędkości.
Układ odniesienia.
Układ inercjalny.
Prędkość światła w próżni.

Zadanie

Z pojazdu kosmicznego poruszającego się z prędkością 0,60c względem układu odniesienia znajdującego się w spoczynku wystrzeliwane są cząstki w kierunku ruchu pojazdu, z prędkością równą 0,70c względem pojazdu kosmicznego.

Obliczyć prędkość cząstki względem nieruchomego układu odniesienia:

1) mierzoną w oparciu o mechanikę relatywistyczną,
2) mierzoną w oparciu o mechanikę klasyczną.

Prędkość cząstki względem nieruchomego układu odniesienia mierzona w oparciu o mechanikę relatywistyczną.

Zastosujemy transformację Lorentza, a właściwie jej konsekwencję dla dodawania prędkości

(1)


Gdzie
v - prędkość rakiety względem układu spoczywającego
V - prędkość cząstki względem rakiety
u - prędkość cząstki względem układu spoczywającego

Po podstawieniu do wzoru na relatywistyczne dodawanie prędkości otrzymamy

(2)


Prędkość jest nadal mniejsza od prędkości światła w próżni zgodnie ze szczególną teorią względności.

Prędkość cząstki względem nieruchomego układu odniesienia mierzona w oparciu o mechanikę klasyczną.

W mechanice klasycznej stosujemy transformację Galileusza. Jej konsekwencja dla prędkości jest zwykłe ich dodawanie.

(3)


Wyszedł wynik większy od prędkości światła w próżni - wynik ten nie jest zgodny z prawami fizyki - nie obserwuje się w przyrodzie prędkości przenoszenia energii i masy większej niż prędkość światła. Dla masy (cząstek) ta prędkość jest zawsze mniejsza niż prędkość światła w próżni.

268.3-2008.03.29

---

kontakt