- 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
- 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 4、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 5、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 6、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 7、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
质能方程的启发
W,W
质能方程的启发
物理问题:我看见质量为Ma的小球A与质量为Mb的小球B碰撞。A相对我的速度为Va,B相对我的速度为Vb;碰撞后A相对我的速度为Ua,B相对我的速度为Ba。
有参考系ΣA 、ΣB 、ΣI。ΣI为我所在的参考系,ΣA为小球A的,ΣB为小球B的。
A在伽利略变换下:
Pa为A碰撞前的动量,Pa为A碰撞后的动量;Wa为A碰撞前的能量,Wa为A碰撞后的能量
Pb为B碰撞前的动量,Pb为B碰撞后的动量;Wb为B碰撞前的能量,Wb为B碰撞后的能量
有能量守恒和动量守恒:
MaVa+MbVb=MaUa+MbUb ①(动量守恒)
1/2MaVa2+1/2MbVb2=1/2MaUa2+1/2MbUb2 ②(动能/机械能守恒)
①移项有
Ma(Va-Ua)=Mb(Vb-Ub) ④
②消去1/2,移项有
Ma(Va2-Ua2)=Mb(Ub2-Vb2) 展开,有
Ma(Va-Ua)(Va+Ua)=Mb(Ub-Vb)(Vb+Ub) ⑤
在⑤中消去④的项,有
Va+Ua=Ub+Vb ⑥
⑥是与质量无关的式子。
⑥再移项有
Va-Vb=Ub-Ua ⑦
结论:在ΣI看来,A与B碰撞前和碰撞后的相对速度大小不变,方向相反。ΣA与ΣB可得同样结论,仅仅需要把Ma或Mb其中一个视为无穷大值即可。
B在允许存在绝对刚体的假设(完全弹性碰撞成立,虽然狭义相对论不允许),洛伦兹变换条件下,根据狭义相对论有:
C为光速
Ma0为A的静止时的静质量,Ma为A碰撞前的质量,Ma为A碰撞后的质量;Pa为A碰撞前的动量,Pa为A碰撞后的动量;Wa为A碰撞前的质能,Wa为A碰撞后的质能
Mb0为B的静止时的静质量,Mb为B碰撞前的质量,Mb为B碰撞后的质量;Pb为B碰撞前的动量,Pb为B碰撞后的动量;Wb为B碰撞前的质能,Wb为B碰撞后的质能
Ma=Ma0/√1-Va2/C2
Ma=Ma0/√1-Ua2/C2
Mb=Mb0/√1-Vb2/C2
Mb=Mb0/√1-Ub2/C2
有质能
Wa=Ma0C2/√1-Va2/C2
Wa=Ma0C2/√1-Ua2/C2
Wb=Mb0C2/√1-Vb2/C2
Wb=Mb0C2/√1-Ub2/C2
有动量
Pa=Ma0Va/√1-Va2/C2
Pa=Ma0Ua/√1-Ua2/C2
Pb=Mb0Va/√1-Vb2/C2
Pb=Mb0Ub/√1-Ub2/C2
质能与动量间的四维关系得
Wa2-Pa2C2=Ma0C4=Wa2-Pa2C2
Wb2-Pb2C2=Mb0C4=Wb2-Pb2C2
有质能守恒和动量守恒:
Pa+Pb=Pa+Pb ①(动量守恒)
Wa+Wb=Wa+Wb ②(质能守恒)
①左右同乘以C后平方
Pa2C2+Pb2C2+2PaPbC2=Pa2C2+Pb2C2+2PaPbC2 ③
②左右平方
Wa2+Wb2+2WaWb=Wa2+Wb2+2WaWb ④
③-④,展开有
Ma0C4+Mb0C4+2WaWb-2PaPbC2=Ma0C4+Mb0C4+2WaWb-2PaPbC2
化简,有
WaWb-2PaPbC2=WaWb-2PaPbC2
将上式展开
Ma0Mb0(C4-VaVbC2)/(√1-Va2/C2√1-Vb2/C2)=Ma0Mb0(C4-UaUbC2)/(√1-Ua2/C2√1-Ub2/C2)
Ma0、Mb0都不为零,C为常数,皆可消去,可得出与质量无关的式子
(C2-VaVb)/(√1-Va2/C2√1-Vb2/C2)=(C2-UaUb)/(√1-Ua2/C2√1-Ub2/C2)
左右平方,整理得
(C4-2C2VaVb+Va2Vb2)(C4-C2Ua2-C2Ub2+Ua2Ub2)=(C4-2C2UaUb+Ua2Ub2)(C4-C2Va2-C2Vb2+Va2Vb2)
等号左边标注:
(C4-2C2VaVb+Va2Vb2)(C4-C2Ua2-C2Ub2+Ua2Ub2)
+C4 -2C2VaVb +Va2Vb2 +C4 -C2Ua2 -C2Ub2 +Ua2Ub2 α β γ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 展开有
α β γ Ⅰ
文档评论(0)