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 предметы Университет Релятивистский импульс скорость света релятивистский импульс классическая механика позитрон физические основы механики университет
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.