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第124章 解释三:质能方程,横空出世!震惊众人!(1 / 5)

证明完动量守恒定律在相对论中依然成立后,李奇维没有停下,他继续说道:“同理,能量也是如此。” “普朗克教授所谓的能量指的就是动能,物体运动后所具有的能量。” “按照牛顿力学的定义,动能的表达方式为【E=1\/2mv2】。” “一个质量为m的小滑块静止在地面,则它的动能为0。” “当我们用恒力F去推动滑块,滑块移动了距离S,然后均匀加速到速度v。” “如果我们计算力F在距离S上做的功,会发现它正好等于滑块的动能1\/2mv2。” “这也是动能定理的内容,即外力对物体做的功,等于物体的动能改变量。” “如果想要经过LQW变换后,依然满足守恒,则动能需要经过以下改变。” “首先,我们用【力乘以位移】来计算外力的功,即【E=FS】。” “虽然力F可以用【F=ma】表示,但是刚刚我已经推导了相对论中的新动量定义。” “所以,我用动量的变化率【△p\/△t】表示F。” “这样可以节省大量的运算,而且符合逻辑。” “前面我们假设力F是不变的,滑块在做均匀加速运动,但这只是一种特例。” “为了保证普适性,我们假设F和S在变化,则这里还需要用到微积分。” “如图所示,我要开始计算了。” “咔咔咔、咔咔咔...” “经过计算后,我就得到了在相对论中,新动能的定义方式。” 在众人起初不在意,然后渐渐皱眉,最后瞪大双眼的震惊下。 李奇维最后推导出来的公式为:【E=γmc2-mc2】。 他继续解释道:“这就是坚持相对论的基本原理,认为物理定律应该满足LQW变换后,得出的新动能定义。” “这个公式中,γ称为相对论因子,与物体的速度v有关,γ=1\/√(1-v2\/c2)。” “我知道,大家可能不太习惯这种动能的表示方法。” “但是,牛顿力学就是相对论的近似,不信你们看。” “我只要将γ进行泰勒展开,一阶...二阶...” “成了,这时候就变成了我们熟悉的牛顿力学定义的动能形式:E=1\/2mv2。” “这证明了,牛顿力学动能只是相对论动能的二阶近似。” “m依然是我们知道的质量,是一个不随速度和参考系变化而变化的物理量。” “而E就是物体因为运动,而具有的动能。” “仔细看这个公式,如果当物体的速度v等于0时,那么γ就等于1。” “动能就变成E=mc2-mc2=0。即静止物体的动能为0,这很符合我们的认知。” “但是,当物体速

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