相對論性質量

相對論性質量

在許多關於相對論的老舊論述中以質點的質量隨速率增加的模型,來保持高速情況下的動量守恆原理。

理論

相對論質量公式

M=Mo/√(1-v^2/c^2)

Mo是物體靜止時的質量,M是物體的運動時的質量,v是物體速度,c是光速。由此可知速度越大,物體質量越大,當物體以光速運動,物體的質量為正無窮。

當速度是6/10C時,質量是原來的5/4,變化是不大的。

推導

質速關係m=m0/√(1-v^2/c^2)有多種推導方法,其中一種可參考如下分析:S’系(其中靜止一小球a’,質量m0)相對S系(其中靜止一小球a,質量m0)沿x軸正向以速度v運動,設a’相對S系的質量為m,根據系統的對稱性,a相對S’系的質量也為m;假設兩小球碰撞後合為一體,相對S’系速度為u’,相對S系速度為u,在兩參照系中動量守恆定律都成立,S系:mv=(m+m0)u,S’系:-mv=(m+m0)u’。由速度合成公式,u’=(u-v)/(1-uv/c^2),而根據系統的對稱性,u’=-u,可得:(v/u)^2-2v/u+(v/c)^2=0,解得:v/u=1±√(1-v^2/c^2),由於v>u,故取v/u=1+√(1-v^2/c^2)。所以m=m0/(v/u-1)=m0/√(1-v^2/c^2).

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