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以上介绍了狭义相对论动力学的基本内容,在给出质点动力学量惯性系变换式的同时,也就从理论上认可了修正后的牛顿第二定律的惯性系不变性.所得理论是否正确,必须经过实验验证,迄今为止涉及高速运动微观粒子的实验都给出了正面的结论.
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例17 试证动力学量关系式p=mu,E=mc2,与(8.31),(8.33)式中的积分常量C1和C2同取为零之间的关系是自洽的.
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证 设某质点静止在S系,其质量为m0,动量为p=0,能量为E=m0c2.此质点在S′系的速度为质量、动量和能量分别为
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另由(8.31)、(8.33)式,又分别可得
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相互对比,可见取C1=0和C2=0是自洽的.
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例18 狭义相对论动质量公式和质能关系式的微积分导出.
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(1)设牛顿第二定律的原始形式具有惯性系不变性,即有
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再设同一质点在任一惯性系中的静质量同为m0.试由x方向力、加速度变换式
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(后一变换式参见本章例15)导出质点动质量公式
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(2)在狭义相对论中,假设质点动能定理
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仍然成立,试由质点动质量公式导出质点的质能关系式
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解 (1)设质点仅沿x′,x方向运动,且仅沿x′,x方向受力,则有
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