Fizyka Relatywistyczna

1. Fizyka Relatywistyczna Szczególna Teoria Względności

2. Główne założenia: Prędkość światła jest stała Nic nie porusza się szybciej od światła Energia jest zależna od masy i odwrotnie Czasoprzestrzeń jest czterowymiarowa

3. Czasoprzestrzeń: Czasoprzestrzenią nazywamy zbiór zdarzeń zlokalizowanych w przestrzeni i czasie. Gdyby nie czasoprzestrzeń, nie dało by się określić miejsca ani czasu zdarzenia. Każde zdarzenie w czasoprzestrzeni relatywistycznej można opisać za pomocą 4 wartości: t, x, y, z (czas oraz położenie)

4. Układ inercialny: Takim układem nazywamy układ odniesienia względem którego gdy na ciało nie działa żadna zewnętrzna siła porusza się ono: Ruchem jednostajnym prostoliniowym Lub pozostaje w spoczynku

5. Przykład dla wartości : C- prędkość światła 1,5c?

6. Prawidłowe rozwiązanie:

7. Co z masą? Klasycznie, masa ciała w spoczynku jest równa masie ciała w ruchu: Lecz relatywistycznie (nieklasycznie) masa zależy od prędkości, dlatego wyrażamy ją wzorem:

8. Przykład że M zależy od V: Ciało w ruchu Ciało w spoczynku Stalowy walec został umieszczony w układzie inercialnymw spoczynku. Ten sam Stalowy walec został umieszczony w układzie inercialnym w ruchu. Jak zachowa się jego masa w ruchu? Jego masa wynosi

9. W związku z faktem że energia zależy od prędkości: Ciało w ruchu Ten sam Stalowy walec został umieszczony w układzie inercialnym w ruchu. To również masa zależy od prędkości, dla tego: Jego masa wzrosła i zachowuje zależność: Jak zachowa się jego masa w ruchu?

10. Spójrzmy na masę jeszcze z innej strony Skoro zależy od energii to czy koniecznie nasz walec musi być w ruchu aby zwiększyła się jego masa? Poprzez ogrzanie. Gdy obiekt jest ogrzewany wzrasta jego energia cieplna oraz energia kinetyczna ponieważ cząstki szybciej się poruszają. Jak inaczej możemy zwiększyć jego energię?

11. Przykład: Butelka wody waży M. Co się stanie gdy ją podgrzejemy? Ponieważ jej cząsteczki zaczną się poruszać szybciej pod wpływem dodatkowej energii pochodzącej z ciepła. Na skutek czego wzrośnie energia kinetyczna poszczególnych cząstek. Dzięki temu masa całego układu wzrośnie.

12. Przykład: Ciało ma masę 10kg. Jak zmieni się jego masa wraz ze wzrostem prędkości? Ciało masie 10kg. Porusza się z prędkością 0,8c. Oblicz masę relatywistyczną. Ciało ma masę 10kg. Porusza się z prędkością 10km/h. Oblicz masę relatywistyczną. C- prędkość światła 10km/h ≈ 9.265669311

13. Ciało masie 10kg. Porusza się z prędkością 0,8c. Oblicz masę relatywistyczną. Ciało ma masę 10kg. Porusza się z prędkością 10km/h. Oblicz masę relatywistyczną. 10km/h ≈ 0

14. Dziękuję za uwagę • Autor prezentacji: Michał Walter • W oparciu o materiały prof. zw. dr. hab. Marka Zrałka • Poruszone zagadnienia: • Prędkość światła • Układy inercjalne • Masa relatywistycznie • Energia relatywistycznie • Szczególna teoria względności (STW)