Физика
4. ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Релятивистское правило сложения скоростей
Если система Кʹ движется относительно системы К со скоростью, близкой к скорости света с, то проекции скорости материальной точки на координатные оси в системе К:
\({u_x} = \frac{{{\rm{d}}x}}{{{\rm{d}}t}};\begin{array}{*{20}{c}}{}\end{array}{u_y} = \frac{{{\rm{d}}y}}{{{\rm{d}}t}};\begin{array}{*{20}{c}}{}\end{array}{u_z} = \frac{{{\rm{d}}z}}{{{\rm{d}}t}}.\) (7.39)
Проекции скорости материальной точки на координатные оси в системе К':
\({u'_x} = \frac{{{\rm{d}}x'}}{{{\rm{d}}t'}};\begin{array}{*{20}{c}}{}\end{array}{u'_y} = \frac{{{\rm{d}}y'}}{{{\rm{d}}t'}};\begin{array}{*{20}{c}}{}\end{array}{u'_z} = \frac{{{\rm{d}}z'}}{{{\rm{d}}t'}}.\) (7.40)
Согласно преобразованиям Лоренца:
\(\left. \begin{array}{l}x' = \frac{{x - vt}}{{\sqrt {1 - {\beta ^2}} }};\\y' = y;\\z' = z;\\t' = \frac{{t - x\frac{v}{{{c^2}}}}}{{\sqrt {1 - {\beta ^2}} }},\end{array} \right\}\) \({u'_x} = \frac{{{\rm{d}}x'}}{{{\rm{d}}t'}} = \frac{{{\rm{d}}x - v{\rm{d}}t}}{{{\rm{d}}t - \frac{{v{\rm{d}}x}}{{{c^2}}}}} \cdot \frac{{\sqrt {1 - {\beta ^2}} }}{{\sqrt {1 - {\beta ^2}} }} = \frac{{\frac{{{\rm{d}}x}}{{{\rm{d}}t}} - v}}{{1 - \frac{{v\frac{{{\rm{d}}x}}{{{\rm{d}}t}}}}{{{c^2}}}}} = \frac{{{u_x} - v}}{{1 - \frac{{{u_x}v}}{{{c^2}}}}};\) (7.41)
\({u'_y} = \frac{{{\rm{d}}y'}}{{{\rm{d}}t'}} = \frac{{{\rm{d}}y\sqrt {1 - {\beta ^2}} }}{{{\rm{d}}t - \frac{{v{\rm{d}}x}}{{{c^2}}}}} = \frac{{{u_y}\sqrt {1 - {\beta ^2}} }}{{1 - \frac{{{u_x}v}}{{{c^2}}}}};\) (7.42)
\({u'_z} = \frac{{{\rm{d}}z'}}{{{\rm{d}}t'}} = \frac{{{\rm{d}}z\sqrt {1 - {\beta ^2}} }}{{{\rm{d}}t - \frac{{v{\rm{d}}x}}{{{c^2}}}}} = \frac{{{u_y}\sqrt {1 - {\beta ^2}} }}{{1 - \frac{{{u_x}v}}{{{c^2}}}}};\) (7.43)
(7.44)
Если материальная точка движется в системе К вдоль оси х со скоростью с:
\(\begin{array}{l}{u_x} = c;\\{{u'}_x} = \frac{{c - v}}{{1 - \frac{{cv}}{{{c^2}}}}} = c,\end{array}\) (7.45)
то её скорость в системе К' равна с. Следовательно, объект, движущийся со скоростью с, будет иметь эту же скорость относительно других систем независимо от того, сколь быстро они движутся (согласие со вторым постулатом Эйнштейна).
Другие материалы по данной теме
Видео
"Экспресс-подготовка к ЕГЭ" от МФТИ, Физика, Элементы физики микромира. Элементы СТО
Определение
Длина отрезка
Формула
\(\vec v = {\vec v_0} + \vec v'\)