|
6-9 Η ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗ ΟΡΜΗ
Σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ορμής, η ορμή συστήματος δυο ή περισσότερων σωμάτων διατηρείται σταθερή, αν το σύστημα των σωμάτων είναι απομονωμένο. Μια συνηθισμένη εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ορμής είναι η περίπτωση της κρούσης δυο σωμάτων.
Σχ. 6.11 |
Ας υποθέσουμε ότι δυο σώματα κινούνται παράλληλα με τον άξονα των x του συστήματος Σ με ταχύτητες υ1π και υ2π (σχ.6.10) και συγκρούονται. Μετά την κρούση τα σώματα θα έχουν ταχύτητες υ1μ και υ2μ αντίστοιχα. Σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ορμής θα ισχύει m1υ1π – m2υ2π = m1υ2μ - m2υ1μ. Οι δείκτες (π, μ) παραπέμπουν στο «αμέσως πριν» και στο «αμέσως μετά» την κρούση. Ας παρατηρήσουμε την ίδια κρούση από ένα σύστημα αναφοράς Σ' που κινείται με ταχύτητα u ως προς το Σ. Οι ταχύτητες με τις οποίες θα αντιλαμβανόμαστε να κινούνται τα σώματα πριν και μετά την κρούση θα είναι υ'1π, υ'2π, υ'1μ, υ'2μ που δίνονται από τη σχέση μετασχηματισμού ταχυτήτων του Lorentz (6.13). Αν πολογίσουμε την ορμή του συστήματος με βάση τις τιμές αυτές, θα διαπιστώσουμε ότι για το σύστημα Σ' η αρχή διατήρησης της ορμής, με τη μορφή που γνωρίζουμε, δεν ισχύει. Όμως οι νόμοι της Φυσικής θα έπρεπε να ισχύουν με την ίδια μαθηματική μορφή για όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Πρέπει, επομένως, να ορίσουμε την ορμή με τέτοιο τρόπο ώστε η αρχή διατήρησης της ορμής να ισχύει και στις περιπτώσεις στις οποίες εφαρμόζουμε τους μετασχηματισμούς Lorentz. Η απαίτηση αυτή ικανοποιείται αν ορίσουμε την ορμή σώματος μάζας m που κινείται με ταχύτητα υ με τη σχέση:
Παρατηρήσεις
|
![]() Σχ. 6.12 Παρατηρούμε ότι για u<<c οι δυο καμπύλες πρακτικά συμπίπτουν. |