【涨知识】相对论中,物体的速度越大质量越大是如何推导的?

为什么物体的速度越大,质量会越大?

这要感谢那些天才的物理学家和天才的数学家。

他们发现运动的物体的速度总会产生洛仑兹变换,即运动的物体的速度总是会与光速进行矢量合成。

如果物体不与光速进行矢量合成,而是简单的标量相加,则会造成光速超过极限值的悖论。

以在静止系S有一个质量为m0的球,若速度为光速c,当该静止系S旁有一个速度为u的运动系S’经过,则该小球相对运动系S’的速度为u’,相对于运动系S’而言,小球此时的质量叫运动质量m’。

根据物理规律适用于一切参考系,也就是说,小球在静止系的动量与在运动系的动量应当是一样的。即:

(m0代表物体在静止系中的静止质量,c代表光速,m’代表物体相对运动系的运动质量,u’代表物体相对运动系速度)

u’应当是u(运动系的速度)与c的矢量合成,根据洛仑兹变换公式,u’应当符合这么一个等式:(亲们,看懂这里,你需要一些高中的速度矢量合成的知识储备,以及光速不变原理的理解)

所以,我们得到,

再进行进一步推导,

由此式可以看出,当运动系的速度u变大(即物体相对运动系的速度为u变大),则分母值变小,算得物理运动时的质量m’变大。当u与光速相等,分母为0,则运动质量m’无穷大。

物体速度大,物体质量变大,得证。

 

Was this helpful?

2 / 0