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和满,你数学还真是差(回67843帖)
[楼主] 作者:正和  发表时间:2005/08/01 20:35
点击:358次

A球静质量为2m,B球静质量为m。

在S系中,A速度为v,B速度为0。

在S'系中,A速度为w=(u+v)/(1+uv/c2),B速度为u。

两球碰撞合为球C。

-------------------------------------------

在S系看来,

pA=(2γmc2, 2γmv), 其中γ=1/sqrt(1-v2/c2)

pB=(mc2, 0)

pC=pA+pB=((1+2γ)mc2, 2γmv)=(E,P)

C球静能E0=sqrt(E2-P2c2)

=sqrt((1+2γ)2-4γ2v2/c2) mc2

=sqrt(1+4γ+4γ2(1-v2/c2)) mc2

=sqrt(5+4γ) mc2

-------------------------------------------

在S'系看来,

pA=(2γAmc2, 2γAmw), 其中γA=1/sqrt(1-w2/c2)

pB=(γBmc2, γBmu), 其中γB=1/sqrt(1-u2/c2)

pC=pA+pB=[(2γAB)mc2,(2γAw+γBu)m]=(E,P)

C球静能E0=sqrt(E2-P2c2)

=sqrt[(2γAB)2-(2γAw+γBu)2/c2]mc2

=sqrt[4γA2(1-w2/c2)+4γAγB(1-wu/c2)+γB2(1-u2/c2)]mc2

=sqrt[5+4γAγB(1-wu/c2)] mc2

=sqrt[5+4γAγB(w-u)/v]mc2 ,     提示:v=(w-u)/(1-wu/c2),以下反复用此关系

=sqrt{5+4(w-u)/v/sqrt[(1+w/c)(1-u/c)(1-w/c)(1+u/c)]}mc2

=sqrt{5+4(w-u)/v/sqrt[(1+(w-u)/c-wu/c2)(1-(w-u)/c-wu/c2)]}mc2

=sqrt{5+4(w-u)/v/sqrt[((w-u)/v+(w-u)/c)((w-u)/v-(w-u)/c)]}mc2

=sqrt{5+4/sqrt[(1+v/c)(1-v/c)]}mc2

=sqrt(5+4γ)mc2

------------------------------------------------------------

静质量参照系无关。 附带说一下,在增强模式下就可输入或粘贴上下标。

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-67862.html[复制地址]
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 [2楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2005/08/02 01:34 

回复:正和先生好!问个问题
除了通过实验,您利用相对论计算的结果,还有办法检验吗?

我们的一切计算过程,都是实际测量过程的描述,一切计算结果都应该能够标注在坐标系中,您能标注出来吗?
[楼主]  [3楼]  作者:正和  发表时间: 2005/08/02 13:01 

我一般是不回答这样含义不明确、大而无当的哲学问题的
和满,你数学还真是差(回67843帖)
 [4楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2005/08/02 14:18 

回复:对不起!我不该提问,请原谅。
和满,你数学还真是差(回67843帖)
 [5楼]  作者:和满  发表时间: 2005/08/02 15:23 

服!是我算错了。
是我算错了,我不狡辩。
我永远佩服您的数理推导能力。您的上述推导,不仅严密,而且灵活。

对您的这个推导我服,并不等于我认同您的所有观点。

顺便请教一下,您是如何能至今仍保持数理推导水平的?

 [6楼]  作者:和满  发表时间: 2005/08/02 17:24 

经典运算,您也得出“动能变化量各系一致”吗?
和满,你数学还真是差(回67843帖)
[楼主]  [7楼]  作者:正和  发表时间: 2005/08/02 18:09 

当然能。但还是留给你做吧。总动能变化对应于热能,必然各系不变。
我只不过从物理概念上知道必然是各系不变,充满信心地去推导当然能成功了。
 [8楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/08/03 00:41 

动能变化量各系一致是不可能的
动能在静系中的增量是0.5mdv^2
在动系中的增量则是0.5m(v+dv)^2-0.5mvv=0.5(2vdv+dv^2)
与静系的增量相比多出一项,且与相对论运动使质量增加的解释不同.
[楼主]  [9楼]  作者:正和  发表时间: 2005/08/03 01:06 

你没领会问题:相互作用各物体动能总和在相互作用前后的变化量。
而不是相互作用中某一个物体的动能变化量。你举的例子恰恰是针对单个物体。
 [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/08/03 11:06 

那是动量而非动能
和满,你数学还真是差(回67843帖)
[楼主]  [11楼]  作者:正和  发表时间: 2005/08/03 13:33 

本来是留给和满一个练习机会,可反相者总是愿意相信直觉而不愿计算,我再代劳一次吧。

A球质量为2m,B球质量为m。

在S系中,A速度为v,B速度为0。

在S'系中,A速度为w=u+v,B速度为u。

两球碰撞合为球C。

这是经典论模型。

-------------------------------------------------------

在S系看来,

C球质量M=3m,速度V=P/M=(2mv+0)/(3m)=2/3v

总动能减少量ΔEk=Q=1/2(2m)v2-1/2(3m)(2/3v)2=1/3mv2

-------------------------------------------------------

在S'系看来,

C球质量M=3m,速度V=P/M=[2m(u+v)+mu]/(3m)=u+2/3v

总动能减少量ΔEk=Q=1/2(2m)(u+v)2+1/2mu2-1/2(3m)(u+2/3v)2

=mu2+2muv+mv2+1/2mu2-3/2mu2-2muv-2/3mv2

=1/3mv2

---------------------------------------------------------

总动能减少量(热能)各系不变。

 [12楼]  作者:和满  发表时间: 2005/08/03 18:15 

又是我错了,我继续出题。
上述问题,我自己计算时,遗漏了S’中B的动能“1/2mu2”。
我最近总是出低级错误,可能是身体原因。过段时间身体再恢复一些,我要去跑步,锻炼身体,给大脑提供足够的营养。

再出一道题,更基本的。

设S系内,有静止质点P。问要把它加速到V,需要多少能量?
解:E=W (1) W=FS (2) S=att/2 (3) F=ma (4)
(1)代入(2)得E=FS (5) ,(4)变形得 a=F/m (6)
(3)(6)代入(5)得:E=Ftt/2m (7)
答:需要能量Ftt/2m 。

令S’系相对S系运动速度为-U。则P点运动速度为U。问要把它加速到V+U,需要多少能量?
解:E=W (1) W=FS (2) S=att/2+Ut (8) F=ma (4)
(1)代入(2)得E=FS (5) ,(4)变形得 a=F/m (6)
(8)(6)代入(5)得:E=Ftt/2m+Ut (9)
答:需要能量Ftt/2m+Ut 。

结论:S’系内运算比S系内运算,多了个“UT”。

我现在不敢认为自己的推导正确,请正和老友指出,我错在哪里。

还有那个以前的穿墙问题:
子弹P相对地表运动初速度为1000米/秒,墙A相对地表恒静止。子弹穿A后相对地表速度为900米/秒。问子弹能穿几个这样的墙?
解:个数=m(1000X1000)/2 / (m(1000X1000)/2-m(900X900)/2)
=3.44......
答:3个
令S’相对地表运动速度为-1000米/秒,则子弹P初速度为0,墙A恒速度为1000米/秒。子弹穿A后速度为100米/秒。问子弹能穿几个这样的墙?
解: 个数=m(1000X1000)/2 / m(100X100)/2
=100
答:100个

到底什么地方错了? 另外,我切换到“增强模式”是打出了上标,结果无法取消上标指令,后面不是上标的,打的也全是上标形式的。请问怎么取消上标指令?
[楼主]  [13楼]  作者:正和  发表时间: 2005/08/03 18:46 

老兄!连量纲都错了!看来你真的需要疗养了。
动能是参照系有关的。只考虑被加速物体,能量不守恒,不同参照系变化量也不一样,没有任何矛盾。
你的直觉真够差,参照系无关的热能你直觉要变,参照系无关的功你直觉不变,还试图求证
你的子弹穿墙问题我已经解决过了,请翻翻老帖吧。
 [14楼]  作者:和满  发表时间: 2005/08/03 18:59 

请您再指点一二吧。
“连量纲都错了!”

我的运算中,具体怎么错了?

“动能是参照系有关的。只考虑被加速物体,能量不守恒,不同参照系变化量也不一样,没有任何矛盾。”

假设P质点是火箭,我们要给它加速,要算燃料消耗量就要算能量变化量。

请问,我们在这类计算中应该怎么选取参照系?
 [15楼]  作者:和满  发表时间: 2005/08/03 19:27 

您过去指点的穿墙问题很对,但是:
您引入了FS来解。解得很巧妙,但不是我困惑的问题。

我奇怪的是“使用E=mvv/2解出来的结果,不是各系一致的”。 是使用E=mvv/2解这类问题错了?还是“动力学相对性原理”错了?

马国梁先生在“质心系”中使用E=mvv/2计算,也只求出了,M-->无穷大时的各系通解。

[楼主]  [16楼]  作者:正和  发表时间: 2005/08/03 22:10 

再棰你一下吧
E=Ftt/2m+Ut ??右边的Ut可是位移量纲啊!!

不管在哪个参照系,火箭动能加上喷出的气体动能之和的增加量都是一样的,等于燃料释放的内能。
 [17楼]  作者:和满  发表时间: 2005/08/04 12:53 

请再锤。

E=Ftt/2m+Ut ??右边的Ut可是位移量纲啊!!

请讲解“量纲”这个概念好吗?Ut是个位移量,何谓“纲”。
“量纲”这个概念,我至今很含混,诚心请教。


“子弹穿墙”问题,请不要回避:

请问仅使用各系表征动能运算,为什么就不行?

这个情况是否与“动能运算各系平权”相矛盾?


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