Фізика Л4

ПЛАН
1. Принцип відносності Галілея.
2. Основні положення релятивістської механіки.
3. Перетворення Лоренца.
4. Перетворення і додавання швидкостей.
5. Наслідки з перетворень Лоренца.
6. Закон збереження імпульсу в СТВ.
7. Енергія спокою. Повна енергія. Взаємозв'язок маси і енергії спокою.

НА САМОСТІЙНЕ ОПРАЦЮВАННЯ
1. Опрацювати зміст лекції та відповідні розділи у підручниках.
2. Неінерціальні системи відліку. Сили інерції.
3. Відцентрова сила. Сила Коріоліса.

Принцип відносності Галілея:

Назва питання
у класичній механіці хід часу не залежить від відносного руху систем відліку. час є абсолютною величиною, тобто у всіх системах відліку він є однаковим.

Принцип відносності Галілея можна сформулювати ще й так:

Простір і час не залежать від руху матеріальних об’єктів, з якими зв'язана система відліку.
Таким чином, в класичної механіці фізичні величини поділяються на
абсолютні:
простір, час, маса, геометричні розміри тіл;
та відносні:
швидкість, імпульс, енергія та інші,
а всі закони Ньютона є однаковими в усіх інерціальних системах відліку.

Основні положення релятивістської механіки

Постулати Ейнштейна
Постулат 1:
Фізичні закони однакові в усіх інерціальних системах і тому математична форма запису законів повинна бути інваріантною до перетворень.
Постулат 2:
Швидкість світла у вакуумі однакова в усіх інерціальних системах і не залежить від напрямку його поширення і руху джерела та приймача.

Перетворення Лоренца
Перетворення координат і часу, що враховують їх залежність від швидкості, називаються перетвореннями Лоренца.
Формули перетворення координат і часу були виведені Лоренцем для двох інерціальних систем, що рухаються одна відносно одної із швидкістю V :.

Наслідки з перетворень Лоренца:
1. Під час переходу від однієї системи до іншої час змінюється, що свідчить про
відносність часу.
2. У формулах перетворень
час є рівноправною четвертою координатою,
тому в нової теорії
простір і час нероздільні, тобто взаємопов’язані.

Перетворення і додавання швидкостей у СТВ
Cистема К:

З формул перетворення Лоренца:
Розділимо першу, другу і третю рівності на четверту, при цьому отримаємо співвідношення:
- формули перетворення або додавання швидкостей в СТВ.

Додавання швидкостей в СТВ у граничних випадках

Наслідки з перетворень Лоренца
Лоренцеве скорочення довжини
використаємо формули перетворення Лоренца
Тоді і

Назва питання
Довжина стержня, що рухається, менша тієї, яку він має у стані спокою.
Аналогічний ефект спостерігається для тіл будь-якої форми: у напрямку руху лінійні розміри тіла скорочуються тим більше, чим більша швидкість руху.
Це явище називається скороченням довжини Лоренца, або фіцджеральдовим скороченням.
Поперечні ж розміри тіла при цьому не змінюються Наприклад, куля набуває форму еліпсоїда, стиснутого у напрямку руху.

Релятивістське уповільнення часу

Інтервал і його інваріантність

Для дійсного інтервалу

Для уявного інтервалу

ВИСНОВКИ:

Закон збереження імпульсу в СТВ

Релятивістське рівняння динаміки для МТ
ВИСНОВКИ:

Енергія спокою. Повна енергія.

Взаємозв'язок маси і енергії спокою

Приклад

В основі роботи атомних електростанцій лежить ланцюгова реакція поділу ядер урану.
Сумарна маса уламків, що утворилися при розпаді, менша за масу ядра урану, тому
процес розпаду супроводжується зменшенням енергії спокою частинок.
Різниця енергій спокою перетворюється в кінетичну енергію уламків і в енергію електромагнітного випромінювання, яке виникає при розпаді.