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        狹義相對論力的變換公式的簡單推導(dǎo)

        2018-01-02 06:03:44魏喜武
        物理通報 2018年1期

        魏喜武

        (安徽省宣城中學(xué) 安徽 宣城 24000)

        狹義相對論力的變換公式的簡單推導(dǎo)

        魏喜武

        (安徽省宣城中學(xué) 安徽 宣城 24000)

        在一個運動參考系S′中,有一個裝有理想氣體的正方形盒子,盒子的底面與xOy所在的面平行,在S′系觀測,盒子右、前、上3個面受到沿x,y,z軸方向上氣體的壓力相等.在靜止的S系觀測,盒子上、下兩個面沿運動方向的邊長要收縮,在y,z軸方向上前、上兩個面要受到氣體壓力也要變化,再由理想氣體熱力學(xué)系統(tǒng)的壓強(p)與慣性運動無關(guān),就可以得出力的變換的公式.

        相對論 壓強 力的變換

        1 引言

        常見推導(dǎo)狹義相對論力的變換公式,用力等于動量變化率,導(dǎo)出動量變化率的變換,再導(dǎo)出力的變換公式,推導(dǎo)過程既難又繁.為此,筆者通過假設(shè)在不同參考系中存在一個裝有理想氣體的正方型盒子,根據(jù)正方型盒子有關(guān)的面在不同參考系受到的力,就非常簡單地推導(dǎo)出狹義相對論力的變換公式.

        2 狹義相對論力的變換公式的推導(dǎo)過程

        在S系中觀測S′系中的盒子與x軸平行的正方形邊長要縮短,設(shè)其長度為l,有

        而與y軸、z軸平行的正方形邊長沒有變化,即

        l=l′

        圖1 S′系和S系

        由于理想氣體熱力學(xué)系統(tǒng)的壓強(p)與慣性運動無關(guān),因此,可以得到

        Fx=l2p=l′2p

        3 結(jié)論

        1 孟泉水,常琳.熱力學(xué)若干相對論問題.西安科技大學(xué)學(xué)報,2004,24(4)

        2 張三慧,大學(xué)物理學(xué).北京:清華大學(xué)出版社,1999

        2017-03-28)

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