Какую долю от скорости света должна составлять скорость позитрона, чтобы его релятивистский импульс в n = 2.3 раза превышает его импульс, рассчитанный по формулам классической механики?
Другие предметыУниверситетРелятивистский импульсскорость светарелятивистский импульсклассическая механикапозитронфизические основы механикиуниверситет
Для решения этой задачи нам нужно сравнить релятивистский импульс позитрона с его классическим импульсом. Давайте начнем с определения обоих видов импульса.
1. Классический импульс:
Классический импульс (p) определяется как произведение массы (m) на скорость (v):
p = m * v
2. Релятивистский импульс:
Релятивистский импульс (p') определяется как:
p' = m * v / sqrt(1 - (v^2 / c^2))
где c — скорость света.
3. Условие задачи:
По условию задачи релятивистский импульс должен быть в 2.3 раза больше классического импульса:
p' = 2.3 * p
Теперь подставим формулы для импульсов:
m * v / sqrt(1 - (v^2 / c^2)) = 2.3 * (m * v)
Мы можем сократить массу (m) с обеих сторон уравнения, так как она не равна нулю:
v / sqrt(1 - (v^2 / c^2)) = 2.3 * v
Теперь мы можем упростить уравнение, разделив обе стороны на v (при условии, что v не равно 0):
1 / sqrt(1 - (v^2 / c^2)) = 2.3
4. Решение уравнения:
Теперь возведем обе стороны в квадрат:
1 / (1 - (v^2 / c^2)) = 2.3^2
1 = 2.3^2 * (1 - (v^2 / c^2))
1 = 5.29 - 5.29 * (v^2 / c^2)
Переносим все слагаемые с v в одну сторону:
5.29 * (v^2 / c^2) = 5.29 - 1
5.29 * (v^2 / c^2) = 4.29
Теперь выразим v^2 / c^2:
v^2 / c^2 = 4.29 / 5.29
v^2 = c^2 * (4.29 / 5.29)
Теперь найдем v:
v = c * sqrt(4.29 / 5.29)
5. Нахождение доли от скорости света:
Чтобы найти долю от скорости света, делим v на c:
v / c = sqrt(4.29 / 5.29)
Теперь можем подставить числовые значения:
4.29 / 5.29 ≈ 0.8125
sqrt(0.8125) ≈ 0.9014
Таким образом, скорость позитрона должна составлять приблизительно 0.9014 от скорости света.