Задачи на тему Релятивистский закон сложения скоростей. Зависимость массы от скорости

В опыте по измерению массы электрона с помощью масс-спектрографа на фотопластинке обнаруживается только одна полоска. Так как заряд каждого электрона равен одному элементарному заряду, мы приходим к заключению, что все электроны обладают одной и той же массой.

Масса, однако, оказывается непостоянной. Она растет при увеличении разности потенциалов , ускоряющей электроны в масс-спектрографе (рис. 351), Так как кинетическая энергия электрона прямо пропорциональна ускоряющей разности потенциалов , то отсюда следует, что масса электрона растет с его кинетической энергией. Опыты приводят к следующей зависимости массы от энергии:

, (199.1)

где - масса электрона, обладающего кинетической энергией , - постоянная величина, - скорость света в вакууме . Из формулы (199.1) вытекает, что масса покоящегося электрона (т. е. электрона с кинетической энергией ) равна . Величина получила поэтому название массы покоя электрона.

Измерения с различными источниками электронов (газовый разряд, термоэлектронная эмиссия, фотоэлектронная эмиссия и др.) приводят к совпадающим значениям массы покоя электрона. Масса эта оказывается крайне малой:

Таким образом, электрон (покоящийся или медленно движущийся) почти в две тысячи раз легче атома легчайшего вещества - водорода.

Величина в формуле (199.1) представляет собой добавочную массу электрона, обусловленную его движением. Пока эта добавка мала, можно при вычислении кинетической энергии приближенно заменить на , и положить . Тогда отсюда видно, что наше предположение о малости добавочной массы по сравнению с массой покоя равносильно условию, что скорость электрона много меньше скорости света . Напротив, когда скорость электрона приближается к скорости света, добавочная масса становится большой.

Альберт Эйнштейн (1879-1955) в теории относительности (1905 г.) теоретически обосновал соотношение (199.1). Он доказал, что оно применимо не только к электронам, но и к любым частицам или телам без исключения, причем под нужно понимать массу покоя рассматриваемой частицы или тела. Выводы Эйнштейна были проверены в дальнейшем в разнообразных опытах и полностью подтвердились. Теоретическая формула Эйнштейна, выражающая зависимость массы от скорости, имеет вид

(199.2)

Таким образом, масса любого тела возрастает при увеличении его кинетической энергии или скорости. Однако, как и для электрона, добавочная масса, обусловленная движением, заметна только тогда, когда скорость движения приближается к скорости света. Сравнивая выражения (199.1) и (199.2), получим формулу для кинетической энергии движущегося тела, учитывающую зависимость массы от скорости:

(199.3)

В релятивистской механике, (т. е. механике, основанной на теории относительности) так же как и в классической, импульс тела определяется как произведение его массы на скорость. Однако теперь масса сама зависит от скорости (см. (196.2)}, и релятивистское выражение для импульса имеет вид

(199.4)

В механике Ньютона масса тела считается величиной постоянной, не зависящей от его движения. Это означает, что ньютонова механика (точнее, 2-й закон Ньютона) применима только к движениям тел со скоростями очень малыми по сравнению со скоростью света. Скорость света колоссальна; при движении земных или небесных тел всегда выполняется условие , и масса тела практически неотличима от его массы покоя. Выражения для кинетической энергии и импульса (199.3) и (199.4) при переходят в соответствующие формулы для классической механики (см. упражнение 11 в конце главы).

Ввиду этого при рассмотрении движения таких тел можно и нужно пользоваться механикой Ньютона.

Иначе обстоит дело в мире мельчайших частиц вещества - электронов, атомов. Здесь нередко приходится сталкиваться с быстрыми движениями, когда скорость частицы уже не мала по сравнению со скоростью света. В этих случаях механика Ньютона неприменима и нужно пользоваться более точной, но и более сложной механикой Эйнштейна; зависимость массы частицы от ее скорости (энергии) - один из важных выводов этой новой механики.

Другим характерным выводом релятивистской механики Эйнштейна является заключение о невозможности движения тел со скоростью, большей скорости света в вакууме. Скорость света является предельной скоростью движения тел.

Существование предельной скорости движения тел можно рассматривать как следствие возрастания массы со скоростью: чем больше скорость, тем тяжелее тело и тем труднее дальнейшее увеличение скорости (так как ускорение уменьшается с увеличением массы).

Задачи по физике (ЭЛЕМЕНТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ), на тему
Релятивистский закон сложения скоростей. Зависимость массы от скорости. Закон взаимосвязи массы и энергии
Из пособия: ГДЗ к задачнику Рымкевич для 10-11 классов по физике, 10-е издание, 2006 г.

Сравнить время приема светового сигнала с одного расстояния, посланного с ракеты, если: а) ракета удаляется от наблюдателя; б) ракета приближается к наблюдателю
РЕШЕНИЕ

Элементарная частица нейтрино движется со скоростью света с. Наблюдатель движется навстречу нейтрино со скоростью v. Какова скорость нейтрино относительно наблюдателя
РЕШЕНИЕ

Две частицы, расстояние между которыми L= 10 м, летят навстречу друг другу со скоростями v = 0,6. Через какой промежуток времени по лабораторным часам произойдет соударение
РЕШЕНИЕ

Две частицы удаляются друг от друга, имея скорость 0,8c каждая, относительно земного наблюдателя. Какова относительная скорость частиц
РЕШЕНИЕ

С космического корабля, движущегося к Земле со скоростью 0,4c, посылают два сигнала: световой сигнал и пучок быстрых частиц, имеющих скорость относительно корабля 0,8c. В момент пуска сигналов корабль находился на расстоянии 12 Гм от Земли. Какой из сигналов и на сколько раньше будет принят на Земле
РЕШЕНИЕ

Какова масса протона, летящего со скоростью 2,4 * 108 м/с? Массу покоя протона считать равной 1 а. е. м
РЕШЕНИЕ

Во сколько раз увеличивается масса частицы при движении со скоростью 0,99c
РЕШЕНИЕ

На сколько увеличится масса α-частицы при движении со скоростью 0,9c? Полагать массу покоя а-частицы равной 4 а. е. м
РЕШЕНИЕ

С какой скоростью должен лететь протон (m0 = 1 а. е. м.), чтобы его масса стала равна массе покоя &aplha;-частицы (m0 = 4 а. е. м.)
РЕШЕНИЕ

При какой скорости движения космического корабля масса продуктов питания увеличится в 2 раза? Увеличится ли вдвое время использования запаса питания
РЕШЕНИЕ

Найти отношение заряда электрона к его массе при скорости движения электрона 0,8c. Отношение заряда электрона к его массе покоя известно
РЕШЕНИЕ

Мощность общего излучения Солнца 3,83 х 1026 Вт. На сколько в связи с этим уменьшается ежесекундно масса Солнца
РЕШЕНИЕ

Груз массой 18 т подъемный кран поднял на высоту 5 м. На сколько изменилась масса груза
РЕШЕНИЕ

На сколько увеличится масса пружины жесткостью 10 кН/м при ее растяжении на 3 см
РЕШЕНИЕ

Масса покоя космического корабля 9 т. На сколько увеличивается масса корабля при его движении со скоростью 8 км/с
РЕШЕНИЕ

Электрон движется со скоростью 0,8c. Определить полную и кинетическую энергию электрона
РЕШЕНИЕ

Чайник с 2 кг воды нагрели от 10 °С до кипения. На сколько изменилась масса воды
РЕШЕНИЕ

На сколько изменяется масса 1 кг льда при плавлении
РЕШЕНИЕ

Определить импульс протона, если его энергия равна энергии покоя α-частицы. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы приобрести такой импульс

ПОРА УЖЕ РАЗОБРАТЬСЯ С МАССОЙ ТЕЛА И ЕЕ ЗАВИСИМОСТЬЮ ОТ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Брусин С.Д., Брусин Л.Д.

Аннотация . Отмечается необходимость понимания массы, данное ее творцом - Ньютоном. Раскрывается физическая сущность зависимости покоящейся массы от приложенной энергии и зависимость массы от скорости ее движения.

Комментарий к работе: В. Эткин ИЗМЕНЯЕТСЯ ЛИ МАССА СО СКОРОСТЬЮ?

http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10904.html

1. Расматривая понятие массы, автор пишет: «В механике Ньютона масса,как известно, предстала в двух обличьях – как мера инерционных свойств тела и как мера количества вещества. В первом из них масса М фигурирует во 2-м постулате Ньютона (его законе силы F ), где массе была отведена роль коэффициента пропорциональности между силой F и ускорением тела а : F= Ма, ». Здесь автор прав лишь в части второго обличья. Этот вопрос рассмотрен нами в . Ньютон дает четкое определение массы: «количество материи (масса) есть мера таковой, устанавливаемая пропорционально плотности и объему ее» , а затем показывает, что одна и та же масса тела обладает гравитационными и инерционными свойствами (по выражению Ньютона это связано с «врожденной силой материи»). Введенное Ньютоном понятие массы является главной характеристикой материи, определяющей количество материи, и отводить массе роль коэффициента пропорциональности НЕДОПУСТИМО.

2. Далее автор пишет: «Прошло 100 лет с момента возникновения теории относительности А.Эйнштейна. Однако до сих пор не утихают дискуссии о том, зависит ли масса тел от их скорости... Классическая механика, как известно, отрицала изменение массы со скоростью... Теория же относительности А.Эйнштейна (ТО) считала более общей знаменитую формулу

E = Мс 2 ,(1)

где E, М - энергия и масса системы, с - скорость света в вакууме.

Согласно этой формуле, любое тело с энергией Е (в том числе фотон) имеет массу М = Е/с 2 , которая растет не только при увеличении скорости материальной частицы, но и её энергии покоя Ео. И наоборот, увеличение любой формы энергии системы E влечет за собой возрастание её массы М. В связи с этим в физику были введены понятия “релятивистской массы” Мр, “массы покоя” Мо...

Это выражение эквивалентности массы и энергии вошло в науку настолько прочно, что стала символом теории относительности и критерием её практической значимости...

Лишь в последнее время в среде не только “диссидентов от науки”, но и специалистов в этой области появились исследователи, считающие единственно правильным выражение

Eо = Мс 2 , (2)

Согласно этому выражению, масса тела М эквивалентна энергии покоящегося тела Ео и потому не меняется при его ускорении...

Это привело к такой сумятице в головах специалистов, преподавателей, методистов и популяризаторов физики, что в настоящее время вряд ли возможно дать на поставленные вопросы однозначный ответ, оставаясь в рамках только названных теорий.»

Ниже мы просто и ясно и дадим ответы на поставленные вопросы и раскроем физическую сущность процессов. Но для этого надо понять открытие бесчастичного эфира и его свойств .

Прежде всего надо отметить, что соотношение (2), выражающее закон эквивалентности массы и энергии, для покоящегося тела экспериментально подтверждается в ядерной физике , где дефект массы характеризует энергию в соответствии с этим соотношением. В показано, что в покоящемся теле эта энергия является тепловой и характеризуется массой бесчастичного эфира, а в показано, что все тела состоят из частиц (молекулы, атомы, ядра атомов, электроны, протоны) и находящегося между ними бесчастичного эфира различной плотности. В также показано, что основополагающие частицы всех тел (электрон и протон) представляют сверхплотный эфир и при аннигиляции их масса переходит в бесчастичный эфир. Следовательно, масса тела может быть переведена в массу бесчастичного эфира (и это экспериментально наблюдается при аннигиляции тела и его антитела), характеризующего (как сказано выше) энергию. Таким образом, мы показали, что масса покоещегося тела характеризует энергию в соответствии с соотношением (2). Превращение всей массы тела в бесчастичный эфир (характеризующий тепловую энергию) является важным путем для получения энергии. При этом получается экологически чистая энергии с колоссальной эффективностью без отходов; в атомном реакторе в энергию переходит менее 1% ядерного топлива, а остальные его отходы представляют известную угрозу для людей. Конечно, получать эту энергию путем аннигиляции с антивеществом не получится, так как в пределах солнечной системы антивещества нет (а его значительное количество при соединении с веществом привело бы к катастрофе подобно той, которая происходит при взрыве звезд). Поэтому надо искать путь превращения всей массы вещества в бесчастичный эфир (тепловую энергию), исключающий путь привлечения извне антивещества. Решение такой задачи значительно эффективней и дешевле чем термоядерный синтез.

Теперь рассмотрим увеличение массы тела с увеличением скорости его движения. В теории относительности (ТО) получена зависимость

m = m 0 (1-v 2 /c 2 )–1/2 (3)

Это соотношение экспериментально подтверждается на ускорителях элементарных частиц при их движении в вакууме, однако ТО не раскрывает сущность процесса увеличения массы. В раскрыта физическая сущность происходящего процесса увеличения массы и соотношение (3) получено с позиций классической физики. При этом показано, что вакуума не существует и тела (рассматривается движение протонов) движутся в эфирной среде околоземного вакуума, плотность которого составляет 10 -12 г/см 3 . Поэтому при движении протона с большой скоростью он вынужден гнать и находящуюся перед ним массу бесчастичного эфира (подобно тому, как движущейся с большой скоростью автомобиль гонит перед собой воздух). При этом протон движется вместе с уплотненной перед ним (прилипшей к нему) массой бесчастичного эфира. Прилипанию массы бесчастичного эфира к протону способствует то обстоятельство, что протон состоит из такой же материи, что бесчастичный эфир . Таким образом, увеличение массы протона при увеличении его скорости соответствует величине кинетической энергии и происходит за счет «прилипшего» бесчастичного эфира, а при остановке протона эта масса эфира в соответствии с соотношением (2) превращается в тепловую энергию.

Выводы: Соотношение (1) показывает зависимость увеличения массы тела как от приложенной кинетической знергии при движении тела, так и от приложенной тепловой энергии при покоящемся теле (последнее выражается соотношением 2).

Литература:

1. О ФИЗИЧЕСКОЙ СУЩНОСТИ МАССЫ http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10945.html

2. Ньютон, И. “Математические начала натуральной философии”, М., “Наука”, 1989, с. 22

3. ГЛАВНОЕ - ПОНЯТЬ ОТКРЫТИЕ БЕСЧАСТИЧНОГО ЭФИРА И ЕГО СВОЙСТВ

http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/11119.html

4. ВТОРАЯ ФОРМА МАТЕРИИ - НОВОЕ ПРО ЭФИРhttp://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10124.htm

5. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИhttp://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10855.htmll

6. БЕСПОЛЕЗНОСТЬ ЭКСПЕРИМЕНТОВ В КОЛЛАЙДЕРЕ http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10801.html

Брусин С.Д., Брусин Л.Д. ПОРА УЖЕ РАЗОБРАТЬСЯ С МАССОЙ ТЕЛА И ЕЕ ЗАВИСИМОСТЬЮ ОТ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ // Научный электронный архив.
URL: (дата обращения: 10.08.2019).

КОММЕНТАРИИ К ПУБЛИКАЦИИ - 13


Glass Profi



УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Скол на лобовом стекле техосмотр 2015

Скол на лобовом стекле ремонт воронеж

Скол на лобовом стекле opel astra

Скол на лобовом стекле с подогревом что делать

Скол на лобовом стекле фото

Как починить скол на лобовом стекле

Скол на лобовом стекле автомобиля ремонт

Http://yours-story.ru/glassprofi2/image/4.jpg

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Скол на лобовом стекле гарантийный случай

Скол на лобовом стекле

Скол на лобовом стекле с подогревом

Ремонт сколов на лобовом стекле пенза

Сколько стоит лобовое стекло шевроле авео

Скол на лобовом стекле воронеж

Скол на лобовом стекле что делать в домашних

Скол на лобовом стекле 7 серия

Http://yours-story.ru/glassprofi2/image/4.jpg

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Скол на лобовом стекле москва

Скол на лобовом стекле виды

Скол на лобовом стекле виды

Заделать скол на лобовом стекле цена

Сколы на лобовом стекле набор цена

Сколько стоит лобовое стекло ix35

Ремонт сколов на лобовом стекле видео

Сколько стоит лобовое стекло хендай акцент

Http://yours-story.ru/glassprofi2/image/4.jpg

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

Http://urlcut.ru/4g9a

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

Http://urlcut.ru/4g9a

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Скол на лобовом стекле является ли страховым случаем

Ремонт сколов на лобовом стекле зеленоград

Ремонт сколов на лобовом стекле ногинск

Скол на лобовом стекле автокаско

Ремонт сколов на лобовом стекле воронеж

Скол на лобовом стекле омск

Http://yours-story.ru/glassprofi2/image/4.jpg

chairomeconf1982]

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Ремонт сколов на лобовом стекле тула

Сколы на лобовом стекле уфа

Скол на лобовом стекле страховой случай

Скол на лобовом стекле замена или ремонт по каско

Убрать скол на лобовом стекле цена

Скол на лобовом стекле ремонт харьков

Сколы на лобовом стекле экспертиза

Скол на лобовом стекле диагностическая карта

Http://yours-story.ru/glassprofi2/image/4.jpg

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Скол на лобовом стекле по каско

Мелкие сколы на лобовом стекле

Скол на лобовом стекле без трещины что делать

Ремонт сколов на лобовом стекле дубна

Как убрать скол на лобовом стекле

Скол на лобовом стекле как устранить

Сколы на лобовом стекле жуки на ветровом

Http://yours-story.ru/glassprofi2/image/4.jpg

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

Http://urlcut.ru/4g9a - скол на лобовом стекле от камня стоимость

Http://urlcut.ru/4g9a - ремонт сколов на лобовом стекле своими руками

Http://urlcut.ru/4g9a - как удалить скол на лобовом стекле

Http://socs.net.ru - скол на лобовом стекле техосмотр 2015 рб

Http://urlcut.ru/4g9a - сколько стоит лобовое стекло ix35

Http://olrifupi1970.livejournal.com - сколы на лобовом стекле что делать

Http://www.liveinternet.ru/users/waicoimicur1973/ - ремонт сколов на лобовом стекле алматы

Http://www.liveinternet.ru/users/waicoimicur1973/ - скол на лобовом стекле ювао

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

Http://urlcut.ru/4g9a - УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Http://urlcut.ru/4g9a - сколько стоит лобовое стекло форд фокус

Http://urlcut.ru/4g9a - скол на лобовом стекле залить лаком

Http://urlcut.ru/4g9a - ремонт сколов на лобовом стекле зао

Http://socs.net.ru - ремонт сколов на лобовом стекле оборудование

Http://urlcut.ru/4g9a - скол на лобовом стекле омск

Http://olrifupi1970.livejournal.com - сколько стоит лобовое стекло шевроле лачетти

Http://www.liveinternet.ru/users/waicoimicur1973/ - сколько стоит лобовое стекло 2107

Http://www.liveinternet.ru/users/waicoimicur1973/ - сколько стоит лобовое стекло хендай акцент

Http://urlcut.ru/4g9a - http://yours-story.ru/glassprofi2/image/4.jpg

Как избавиться от скола на лобовом стекле?
Glass Profi

Набор для устранения сколов и трещин с лобового стекла
Набор предназначен для самостоятельного устранения сколов и трещин на стекле.
Устраняет повреждения и останавливает развитие трещин.
Время схватывания и затвердевания не заставит долго ждать.
Восстанавливает прозрачность и оптические свойства стекла.

УЗНАТЬ ПОДРОБНЕЕ

Скол на лобовом стекле жукова 21

Ремонт сколов на лобовом стекле кишинев

Скол на лобовом стекле осаго

Ремонт сколов на лобовом стекле люберцы

Сколы на лобовом стекле штраф

Скол на лобовом стекле от камня что делать

Http://yours-story.ru/glassprofi2/image/4.jpg

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
сто минск
развал схождение минск
замена масла минск
покраска авто
замена масла
развал схождение минск
ремонт бампера
замена тормозных колодок
сто в минске
кузовной ремонт
покраска авто в минске цена
сто минск

Кузовной ремонт минск
кузовной ремонт
сто в минске
сто минск
все сто минск
ремонт тормозной системы минск
кузовной ремонт в минске
ремонт ходовой части автомобиля
замена масла в акпп
замена масла в коробке
полная покраска авто минск
лучший кузовной ремонт в минске
кузовной ремонт и покраска авто в минске
ремонт подвески в минске
замена масла в двигателе
замена масла в коробке передач
масло в акпп
стоимость замены масла

С новыми пространственно-временными представлениями не согласуются при больших скоростях движения законы механики Ньютона. Лишь при малых скоростях движения, когда справедливы клас-г сические представления о пространстве и времени, второй закон Ньютона не меняет своей формы при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой (выполняется принцип относительности). Но при больших скоростях движения этот закон в своей обычной (классической) форме несправедлив. Согласно второму закону Ньютона (9.4) постоянная сила, действуя на тело продолжительное время, может сообщить телу сколь угодно большую скорость. Но в действительности скорость света в вакууме является предельной, и ни при каких условиях тело не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Требуется совсем небольшое изменение уравнения движения тел, чтобы это уравнение было верным при больших скоростях движения. Предварительно перейдем к той форме записи второго закона динамики, которой пользовался сам Ньютон: АР - В At где р =mv - импульс тела. В этом уравнении масса тела считалась независимой от скорости. Поразительно, что и при больших скоростях движения уравнение (9.5) не меняет своей формы. Изменения касаются лишь массы. При увеличении скорости тела его масса не остается постоянной; она тоже увеличивается. Зависимость массы от скорости можно найти, исходя из предположения, что закон сохранения импульса справедлив и при новых представлениях о пространстве и времени. Расчеты слишком сложны. Приведем лишь конечный результат. Если через т0 обозначить массу покоящегося тела, то масса т того же тела, но двигающегося со скоростью v, определяется формулой1 На рисунке 227 представлена зависимость массы тела от его скорости. Из рисунка видно, что возрастание массы тем больше, чем ближе скорость движения тела к скорости света с. При скоростях движения, много меньших скорости света, выражение 2 чрезвычайно мало отличается от единицы. Так, при скорости современной космической ракеты 10 км/с получаем Неудивительно поэтому, что заметить увеличение массы с ростом ско- В современной теоретической физике существует тенденция называть массой только массу покоя т0, а понятие релятивистской массы (9.6) не вводить. рости при таких сравнительно небольших скоростях движения невозможно. Но элементарные частицы в современных ускорителях заряженных частиц достигают огромных скоростей. Если скорость частицы всего лишь на 90 км/с меньше скорости света, то ее масса увеличивается в 40 раз. Мощные ускорители для электронов способны разгонять эти частицы до скоростей, которые меньше скорости света лишь на 35-50 м/с. При этом масса электрона возрастает примерно в 2000 раз. Чтобы такой электрон удерживался на круговой орбите, на него со стороны магнитного поля должна действовать сила, в 2000 раз большая, чем можно было бы предполагать, не учитывая зависимость массы от скорости. Для расчета траекторий быстрых частиц пользоваться механикой Ньютона уже нельзя. С учетом соотношения (9.6) импульс тела равен: (9.7) m0v Р = Основной же закон релятивистской динамики записывается в прежней форме: ЬР -р At Однако импульс тела здесь определяется формулой (9.7), а не просто произведением m0v. Таким образом, масса, считавшаяся со времен Ньютона неизменной, в действительности зависит от скорости. По мере увеличения скорости движения масса тела, определяющая его инертные свойства, увеличивается. При v-*c масса тела в соответствии с уравнением (9.6) возрастает неограниченно (/л- поэтому ускорение стремится к нулю и скорость практически перестает возрастать, как бы долго ни действовала сила. Необходимость пользоваться релятивистским уравнением движения при расчете ускорителей заряженных частиц означает, что теория относительности в наше время стала инженерной наукой. Принцип соответствия. Законы динамики Ньютона и классические представления о пространстве и времени можно рассматривать как частный случай релятивистских законов, справедливых при скоростях движения, много меньших скорости света. Это проявление так называемого принципа соответствия, согласно которому любая теория, претендующая на более глубокое описание явлений и на более широкую сферу применимости, чем старая, должна включать последнюю как предельный случай. Принцип соответствия впервые был сформулирован Нильсом Бором применительно к связи квантовой и классической теорий. Великий ученый раньше всех понял суть дела. Релятивистское уравнение движения, учитывающее зависимость массы от скорости, применяется при конструировании ускорителей элементарных частиц и других релятивистских приборов. 1. Запишите формулу зависимости массы тела от скорости его движения. 2. При каком условии можно массу тела считать не зависящей от скорости!

В опыте по измерению массы электрона с помощью масс-спектрографа на фотопластинке обнаруживается только одна полоска. Так как заряд каждого электрона равен одному элементарному заряду, мы приходим к заключению, что все электроны обладают одной и той же массой.

Масса, однако, оказывается непостоянной. Она растет при увеличении разности потенциалов , ускоряющей электроны в масс-спектрографе (рис. 351), Так как кинетическая энергия электрона прямо пропорциональна ускоряющей разности потенциалов , то отсюда следует, что масса электрона растет с его кинетической энергией. Опыты приводят к следующей зависимости массы от энергии:

, (199.1)

где - масса электрона, обладающего кинетической энергией , - постоянная величина, - скорость света в вакууме . Из формулы (199.1) вытекает, что масса покоящегося электрона (т. е. электрона с кинетической энергией ) равна . Величина получила поэтому название массы покоя электрона.

Измерения с различными источниками электронов (газовый разряд, термоэлектронная эмиссия, фотоэлектронная эмиссия и др.) приводят к совпадающим значениям массы покоя электрона. Масса эта оказывается крайне малой:

Таким образом, электрон (покоящийся или медленно движущийся) почти в две тысячи раз легче атома легчайшего вещества - водорода.

Величина в формуле (199.1) представляет собой добавочную массу электрона, обусловленную его движением. Пока эта добавка мала, можно при вычислении кинетической энергии приближенно заменить на , и положить . Тогда отсюда видно, что наше предположение о малости добавочной массы по сравнению с массой покоя равносильно условию, что скорость электрона много меньше скорости света . Напротив, когда скорость электрона приближается к скорости света, добавочная масса становится большой.

Альберт Эйнштейн (1879-1955) в теории относительности (1905 г.) теоретически обосновал соотношение (199.1). Он доказал, что оно применимо не только к электронам, но и к любым частицам или телам без исключения, причем под нужно понимать массу покоя рассматриваемой частицы или тела. Выводы Эйнштейна были проверены в дальнейшем в разнообразных опытах и полностью подтвердились. Теоретическая формула Эйнштейна, выражающая зависимость массы от скорости, имеет вид

(199.2)

Таким образом, масса любого тела возрастает при увеличении его кинетической энергии или скорости. Однако, как и для электрона, добавочная масса, обусловленная движением, заметна только тогда, когда скорость движения приближается к скорости света. Сравнивая выражения (199.1) и (199.2), получим формулу для кинетической энергии движущегося тела, учитывающую зависимость массы от скорости:

(199.3)

В релятивистской механике, (т. е. механике, основанной на теории относительности) так же как и в классической, импульс тела определяется как произведение его массы на скорость. Однако теперь масса сама зависит от скорости (см. (196.2)}, и релятивистское выражение для импульса имеет вид

(199.4)

В механике Ньютона масса тела считается величиной постоянной, не зависящей от его движения. Это означает, что ньютонова механика (точнее, 2-й закон Ньютона) применима только к движениям тел со скоростями очень малыми по сравнению со скоростью света. Скорость света колоссальна; при движении земных или небесных тел всегда выполняется условие , и масса тела практически неотличима от его массы покоя. Выражения для кинетической энергии и импульса (199.3) и (199.4) при переходят в соответствующие формулы для классической механики (см. упражнение 11 в конце главы).

Ввиду этого при рассмотрении движения таких тел можно и нужно пользоваться механикой Ньютона.

Иначе обстоит дело в мире мельчайших частиц вещества - электронов, атомов. Здесь нередко приходится сталкиваться с быстрыми движениями, когда скорость частицы уже не мала по сравнению со скоростью света. В этих случаях механика Ньютона неприменима и нужно пользоваться более точной, но и более сложной механикой Эйнштейна; зависимость массы частицы от ее скорости (энергии) - один из важных выводов этой новой механики.

Другим характерным выводом релятивистской механики Эйнштейна является заключение о невозможности движения тел со скоростью, большей скорости света в вакууме. Скорость света является предельной скоростью движения тел.

Существование предельной скорости движения тел можно рассматривать как следствие возрастания массы со скоростью: чем больше скорость, тем тяжелее тело и тем труднее дальнейшее увеличение скорости (так как ускорение уменьшается с увеличением массы).