Εάν ένας άνδρας των 100 κιλών κινείται στο 90 τοις εκατό του φωτός ταχύτητας. Ποια είναι η μάζα του όπως παρατηρήθηκε από την αναφορά σταθερού πλαισίου;
Κατανόηση των εννοιών
* Σχετικιστική μάζα: Καθώς ένα αντικείμενο προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός, η μάζα του αυξάνεται από την άποψη ενός σταθερού παρατηρητή. Αυτή είναι η συνέπεια της θεωρίας της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.
* Ταχύτητα φωτός (c): Η ταχύτητα του φωτός σε κενό είναι περίπου 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
* Lorentz Factor (γ): Αυτός ο παράγοντας αντιπροσωπεύει τις σχετικιστικές επιδράσεις στη μάζα και το χρόνο. Υπολογίζεται ως:
γ =1 / √ (1 - (V² / C²)) όπου το 'V' είναι η ταχύτητα του αντικειμένου.
Υπολογισμός
1. Υπολογίστε την ταχύτητα (v):
v =0,9C (δεδομένου ότι ο άνθρωπος κινείται στο 90% η ταχύτητα του φωτός)
2. Υπολογίστε τον παράγοντα Lorentz (γ):
γ =1 / √ (1 - (0,9c) ² / c²)
γ =1 / √ (1 - 0,81)
γ ≈ 2,29
3. Υπολογίστε τη σχετικιστική μάζα (m '):
m '=γ * m
m '=2.29 * 100 kg
m '≈ 229 kg
αποτέλεσμα
Η μάζα του ανθρώπου, όπως παρατηρείται από ένα σταθερό πλαίσιο αναφοράς, θα ήταν περίπου 229 kg .
Σημαντικές σημειώσεις:
* Αυτός ο υπολογισμός υποθέτει ότι η μάζα ανάπαυσης του ανθρώπου είναι 100 kg.
* Η έννοια της σχετικιστικής μάζας συζητείται μερικές φορές στη φυσική. Μερικοί φυσικοί προτιμούν να επικεντρώνονται στην έννοια της "σχετικιστικής ορμής", καθώς αποφεύγουν κάποιες πιθανές ασάφειες που σχετίζονται με την ιδέα της μάζας να αλλάζουν με ταχύτητα.
