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在S系中k是个常量,不同的弹性体k未必相同.胡克定律似乎没有对R的运动状态有任何限制,在此不妨假设R可处于静止或匀速平动状态.同样,R在惯性系S′中无论处于静止或匀速平动状态,弹性力大小F′与长度量大小│∆l′│间的关系仍是
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在S′系中k′也是个常量.取一组特殊的状态来确定k与k′的关系.先将R静放在S系中,伸长∆l,测得弹性力F.再将R静止放在S′系中,使其伸长∆l′=∆l,测得弹性力F′.既然R在S中的状态和伸长量与R在S′系中的状态和伸长量相同,据相对性原理,在S,S′系中实验测得的力学效果量F与F′也必定相同,即有F=F′.于是得
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即相对性原理要求胡克定律的力常量k是惯性系不变量.
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牛顿万有引力定律中,引力常量G是力常量.设定律满足相对性原理要求,两个质点在S,S′系测得的万有引力大小的公式可分别表述成
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在S系中无论是哪两个质点,无论各自处于何种运动状态,无论其间距离r为多大,G是相同的常量.同样,在S′系无论是哪两个质点,无论各自处于何种运动状态,无论其间距离r′为多大,G′是相同的常量.取两个特定的质点,处于一组特殊的状态,来确定G与G′的关系.万有引力公式中的质量已等效处理成惯性质量,这两个质点在S,S′系的质量相同,即已有.先将这两个质点静放在S系中相距r,测得其间引力大小为F,再将它们静放在S′系中相距r′=r,测得其间引力大小为F′.系统在S系的状态与在S′系的状态相同,据相对性原理,必有F=F′,于是得
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即引力常量G是惯性系不变量.
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电相互作用内容丰富,不作全面讨论,只考虑其中的库仑定律.前已指出,库仑定律只适用于“施力电荷”Q是静电荷的情况,这与牛顿万有引力定律是不同的.库仑定律中,真空介电常量ε0是力常量,作为实验的总结,定律必能在某个参考系中成立,在此参考系中无论对哪一个“施力电荷”Q和哪一个静止的或运动的“受力电荷”q,ε0是相同的常量.假设库仑定律符合经典力学相对性原理要求,那么在惯性系S中ε0是相同常量,在惯性S′中也是相同常量.为获得ε0与间的关系,任取一对“施力电荷”和“受力电荷”,在S系中令两者均处于静止状态,电量分别为Q,q,若在S′系中两者都处于静止状态,各自电量必为Q′=Q,q′=q,这也意味着S,S′系电量单位一致.在S系中两者相距r,库仑力大小为
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在S′系中使两者也相距r′=r,库仑力大小为
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据相对性原理要求,必有F=F′,即得
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这表明,如果库仑定律符合经典力学相对性原理要求,那么真空介电常量ε0,作为力常量,必定是惯性系不变量.
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