Să considerăm un sistem format dintr-o singură particulă, și scrie legea a doua a lui Newton:
- există rezultanta tuturor forțelor. care acționează asupra organismului. Ecuația se multiplica scalar pentru deplasarea particulelor. Având în vedere că. obținem:
În cazul în care sistemul este închis. adică. atunci. și valoarea
rămâne constantă. Această valoare este numită energia cinetică a particulei. Dacă sistemul este izolat, energia cinetică este o parte integrantă a mișcării.
Pentru un corp absolut solid energia cinetică totală poate fi scris ca suma energiei cinetice a translațională și a mișcării de rotație:
în cazul în care: - masa corporala - viteza de masă a centrului corpului - momentul de inerție al corpului - viteza unghiulară a corpului.
19. postulate lui Einstein. transformările Lorentz. Invarianți de transformare.
postulat a relativității și principiul lui Einstein 1: toate legile naturii sunt invariante în raport cu toate inerțial de referință. Toate fenomenele biologice fizice, chimice și apar în toate sistemele de referință inerțiale deopotrivă.
Postulăm sau principiul constanței vitezei luminii: viteza luminii în vid este constantă și identică în ceea ce privește „pentru orice sisteme de referință inerțiale. Aceasta nu depinde de viteza sursei de lumină sau receptor de viteza sa. Nici obiect material nu se poate deplasa cu viteză care depășește viteza luminii în vid. Mai mult decât atât, pi o particulă de substanță, adică repaus a particulelor de masă diferită de zero, nu se poate atinge viteza luminii în vid, un câmp poate muta particule la o rată astfel încât repaus a particulelor de masă egală cu zero.
Transformarea Lorentz - liniară (sau afin), transformări ale vectorului (respectiv afin) spațiul pseudo-euclidiene. păstrează lungimea sau, echivalent, produsul scalar al vectorilor.
Lorentz spațiu semnătură transformare pseudo (n-1,1) sunt utilizate pe scară largă în fizică, în special, în teoria specială a relativității (SRT). unde ca o afinitate realizează cu patru dimensiuni pseudo-Euclidian spațiu timp-spațiu continuu (spațiu Minkowski).
Transformarea Lorentz (Lorentz transformare) spațiu vectorial pseudo - o transformare liniară. păstrează produsul scalar nedefinită vectorilor. Aceasta înseamnă că are loc egalitatea pentru doi vectori
unde suporturile triunghiulare denota produs scalar indefinit într-un spațiu pseudo-euclidiană.
In mod similar, transformarea Lorentz (Lorentz transformare) spațiu pseudo afină - această transformare afină. păstrând distanța dintre punctele din acest spațiu
Pseudo Lorentz planul de transformare pot fi scrise într-o formă mai simplă, folosind baze. format din doi vectori izotrope:
Aceasta este, în funcție de semnul determinantului. matrice de transformare în această bază este:
Numărul de semn determină dacă pentru a menține conversia conului de lumină în loc. sau schimba locurile lor.
Un alt tip comun de transformare Lorentz matrici plane pseudo este obținută prin selectarea unei baze, constând din vectori și:
Matricea bază de transformare are una dintre cele patru forme:
în cazul în care - sinusului hiperbolic și cosinus.
20. Elemente de dinamică relativiste: masă, impuls și energie.
Este extrem de important concluzie mecanica relativistă constă în faptul că, în repaus m de masă, conține o sursă uriașă de energie. Această declarație are o varietate de aplicații practice, inclusiv utilizarea energiei nucleare. În cazul în care masa de particule sau sistem de particule a scăzut # 916; m. energie apoi, în același timp, ar trebui să fie alocate # 916; E = # 916; m · c 2. Numeroase experimente directe furnizează dovezi puternice pentru existența energiei odihnă. Prima validare experimentală Einstein relație care leagă masă și energie, a fost obținută prin compararea energiei degajate în timpul dezintegrării radioactive, cu o diferență de masă și nucleul inițial al produselor finale. De exemplu, în apare dezintegrarea beta a unui proton neutron liber. electron și o altă particulă cu zero, masa - antineutrino:
Astfel, energia cinetică totală a produsului final este de 1,25 x 10 masă -13 J. Neutron depășește masa totală a protonului și electronul la # 916; m = 10 · 13,9 -31 kg. O astfel de reducere a greutății trebuie să respecte energie # 916; E = # 916; m · c 2 = 1,25 x 10 -13 J și energia cinetică este egală cu produșii de degradare observate.
Pentru a avea sentimentul acestui fenomen în macrocosmos, luați în considerare exemplul următor. Odată cu explozia de TNT energie 1 tona este eliberat 4,2 x 10 9 J. Megaton bomba explozie evidențiată energiya4,2 x 10 15 jouli. Energie enormă care corespunde acestei mase m = E / c este egal cu 2 totală 46 F. Astfel, explozia megatone bombă nucleară masa nucleară „exploziv“ ar trebui să fie redusă cu aproximativ NA50, masa originală completă a bombei cu hidrogen, echivalentă cu puterea 1 Megaton TNT, aproximativ 1000 de ori si este de aproximativ 50 kg.
Principiul relativității a lui Einstein afirmă invarianța legilor naturii în ceea ce privește tranziția de la un sistem de referință inerțial la altul. Aceasta înseamnă că toate ecuațiile care descriu legile naturii trebuie să fie invariant transformări Lorentz. Până în momentul în care teoria SRT satisface această condiție deja există - este electrodinamica lui Maxwell. Cu toate acestea, ecuațiile mecanicii newtoniene clasice nu au fost invariant transformări Lorentz, și, prin urmare, stațiile trebuie să revizuiască și să clarifice legile mecanicii.
Baza unei astfel de revizuire, Einstein a stabilit cerințele de fezabilitate ale legii de conservare a legii de conservare a energiei și a impulsului în sisteme închise. Pentru legea conservării impulsului deține în toate sistemele de referință inerțiale, era necesar să se modifice definiția impulsului unui organism. În loc de puls clasic SRT corpului impuls relativist cu masa m. se deplasează cu viteza poate fi scrisă ca
Având în vedere această definiție, legea totală de conservare a impulsului care interacționează particule (de exemplu, prin ciocniri) este îndeplinită în toate sistemele inerțiale asociate de transformare Lorentz. la # 946; Relativistic impuls → 0 reduce la clasic. m în masă. în expresia impulsului, există o caracteristică fundamentală a particulei, nu în funcție de alegerea sistemului de referință inerțial și, în consecință, viteza mișcării sale. (În multe manuale ale ultimilor ani a fost, de obicei, notate cu litera și apel M0 masă de repaus. Se introduce, de asemenea, masa de așa-numita relativiste. Fizica modernă se îndepărtează de această terminologie egală depinde de viteza corpului.).
Legea fundamentală a dinamicii relativistă a unui punct material este înregistrat ca și a doua lege a lui Newton:
dar numai în SRT este înțeles de impulsul relativist al particulei. Prin urmare,
Deoarece impulsul relativist nu este proporțională cu viteza particulei, rata de schimbare nu este direct proporțională cu accelerația. Prin urmare, constant în mărime și direcția forței nu este accelerată uniform de mișcare. De exemplu, în cazul unei mișcare dimensionale de-a lungul axei x a accelerației particulei prin acțiunea forței constante este egală cu
21. Proprietățile generale ale lichidelor și gazelor. Presiune. legea lui Pascal, principiul lui Arhimede. Echilibru, cufundat în lichid, tel. Lichidul ideal.
Lichid - una dintre stările de agregare a substanței. Proprietatea principală a fluidului, care îl deosebește de alte stări de agregare este abilitatea de a schimba forma sub influenta stresului tangențială nelimitat, chiar și în mod arbitrar mici, menținând practic volumul.