Класс!ная физика для любознательных Библиотека по физике Класс!ная физика всегда рядом Прекрасный мир искусства Музей открытки 20 века Малая Яблоновка на реке Оккервиль Коты-рисунок, графика, живопись

добавить на Яндекс

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?
Техно-шокер
Простые опыты Давай, наука! Простые лекции
Путешествие с "Класс!ной физикой" - Музей BMW в Мюнхене - читать полностью
Астрономия детям Предлагается эксперимент Физика детям

 Класс!ная физика   -  YouTube

«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru
«Класс!ная физика» - это и библиотека по физике class-fizika.ru/bib.html

Относительность массы

ПечатьE-mail

Масса в мире больших скоростей - величина тоже относительная!
В теории относительности масса считается переменной и зависящей от скорости.
Масса - «едина в двух лицах».
Можно сказать, что она — мера количества вещества, притягиваемого Землей.
А можно сказать, что она — мера инерции, мера замедления разгона тела под действием силы, т.е. это - инертная масса.
Классическая механика рассматривает массу тела как постоянную величину.

Масса, рассматриваемая в классической механике, в релятивистской механике называется массой покоя.
Кроме того, релятивистская механика доказывает, что масса зависит не только от скорости, но и от направления силы, поэтому говорят о продольной массе и поперечной массе.

Пример:

У меня в руках леденец массой 5 граммов. Попробуем привести этот леденец в движение и, прикладывая силу, разогнать леденец до скорости света, хотя …

Любой современный физик знает, что нельзя разогнать в вакууме леденец не то, что быстрее, но даже до точной скорости света. Предельная (световая) скорость недостижима ни для какого тела. И вместе с тем сколь угодно близко подойти к световой скорости не запрещено ни леденцу, ни ракете, ни электрону. От любой скорости, как угодно близкой к скорости света, до самой скорости света — дистанция принципиально непреодолимая. Это вытекает из эйнштейновского закона сложения скоростей.

Итак, к леденцу, летящему в космосе (вдалеке от планет и звезд), я прикладываю силу. Леденец ускоряется. А я, оставаясь «неподвижным», наблюдаю.
Сначала, пока скорость мала (вплоть до тысяч и даже десятков тысяч километров в секунду), ускорение леденца тем больше, чем больше приложенная к нему сила: а = F/m , т.е. точно соблюдается второй закон Ньютона.


Однако дальнейший разгон решительно не подчиняется старому закону: сила прежняя, а ускорение меньше. У самой скорости света ускорение под действием прежней силы становится таким крохотным, что леденец практически перестает разгоняться. Что ж, я неведомым способом увеличиваю силу. В десятки, в тысячи, в миллиарды раз. Но эффект мизерный - скорость почти не растет. Приблизившись вплотную к скорости света, она словно «замораживается».

Теперь я могу прямо указать на виновницу «сверхньютоновского» упрямства разгоняющегося тела, это - масса. По мере ускорения тела растет его инерция. У самой скорости света ускорить тело практически невозможно, какую бы гигантскую силу ни прикладывать. Значит, инерция, то есть инертная масса, леденца приближается к бесконечности.

Все это — с точки зрения любой инерциальной системы отсчета, т.е. не испытывающей ускорений.

Формула релятивистской массы:

Где m – релятивистская масса тела, т.е. «движущаяся» масса для «неподвижного» наблюдателя;
mo - масса покоя тела, т.е. масса, которую измерил на весах неподвижный относительно нее наблюдатель;
v - скорость тела;
с - скорость света.

Теперь я стою с леденцом в руке. Тогда для наблюдателя, движущегося относительно меня со скоростью 299 999 997 м/c(если считать скорость света равной точно 300 000 км/c), леденец в моей руке будет весить 10 кг. Выхватить у меня и удержать при таком весе леденец в руке он вряд ли сумеет!

Вывод:

Основное положение классической механики - пропорциональность силы ускорению меняется в релятивистской механике. Но, поскольку скорость света принята максимально возможной в природе, никакая сила не может более увеличить скорость тела, движущегося уже со скоростью света. При этих условиях сила уже не вызывает ускорения. В релятивистской механике тело тем труднее ускорить, чем больше его скорость. Отсюда вытекает, что масса тела возрастает со скоростью.

Релятивистское изменение массы можно экспериментально обнаружить при скоростях, близких к скорости света, например, в явлениях ядерной физики.
Эффект увеличения массы на больших скоростях обязательно учитывают, строя ускорители заряженных частиц. Современные ускорители — это машины, в которых полновластно распоряжается физика Эйнштейна, где законы теории относительности подтверждаются опытами. Сегодня это стало неотъемлемой частью экспериментальной физики быстрых движений и высоких энергий.

Источник: Г. Амфилов "Бегство от удивлениний", М. Льоцци "История физики"