Е слі якась сила діє на будь-яку масу і повідомляє їй певну швидкість. то ця маса не може залишатися незмінною. Рухома маса має енергію руху, або кінетичну енергію. Отже, сила, збільшуючи швидкість маси, передає їй певну енергію. Звідси випливає, що при збільшенні швидкості руху маса тіла, що рухається повинна зростати.
На перший погляд це може здатися неймовірним. Як може рости маса тіла при збільшенні швидкості руху, якщо саме тіло залишається незмінним? Наприклад, як може збільшитися маса літака, який летить, в порівнянні з масою нерухомого літака?
Відповідь на таке питання вимагає проникнення в найтонші деталі будови речовини. Можна розглянути, зокрема, наступний приклад. Відомо, що будь-яке тіло складається з найдрібніших частинок - молекул і атомів. Атоми в свою чергу побудовані з атомних ядер і електронів.
Атомні ядра заряджені позитивним електрикою, а електрони - негативним. Між позитивними і негативними електричними зарядами є простір, в якому діють електричні сили. Це простір називається електричним полем. Воно заповнене електричними силовими лініями. Електричне поле є особливою формою матерії.
Якщо електричне поле або заряд переміщуються, то навколо них з'являються нові сили, звані магнітними; їх охоплює виникає при цьому магнітне поле.
Чим швидше рух атомів, тим сильніше виникають в них магнітні поля. Магнітне поле - це теж особливий вид матерії, що володіє, як і будь-яка інша матерія, певною масою. Якщо тіло збільшує швидкість. то в його атомах ростуть магнітні поля і за рахунок цього збільшується маса тіла.
Дослідами і розрахунками встановлено, що маса магнітного поля дорівнює енергії, укладеної в цьому полі, поділеній на квадрат швидкості світла. Таким чином, маса магнітного поля дорівнює тій найменшою масі, яку треба передати тілу при передачі йому енергії. Тут-то і виконується закон збереження маси - скільки маси передано цього тіла, настільки маса його і збільшиться.
Звідси стає зрозумілим, чому маса рухомих тел зростає при збільшенні швидкості. Звідси також випливає, що, для того щоб повідомити якому-небудь тілу певне прискорення, треба в міру зростання швидкості безперервно збільшувати силу.
Якщо швидкість тіла наближається до швидкості світла. то маса тіла повинна була б зрости до нескінченності. Що це означає?
Це означає, що подальше прискорення стає неможливим і швидкість світла є межею швидкості будь-якого руху. Ми бачили вище, що прискорення прямо пропорційно силі і обернено пропорційно масі. Якщо маса, зростаючи, прагне до нескінченності, то прискорення знижується до нуля.
Таким чином, механіка дуже великих швидкостей повинна будуватися з урахуванням зміни маси тіл при зростанні їх швидкості. При малих швидкостях зміни маси не враховують. Зазвичай механіку, в якій зміна маси при русі не враховується, називають класичною механікою. Ця механіка знайшла широке застосування в техніці.
Механіка, в якій враховано зміну маси, розглянуте нами, називається релятивістської механікою, т. Е. Заснованої на теорії відносності (висунутої Ейнштейном). Ця теорія вперше встановила, що маса тіла при збільшенні його швидкості збільшується.
Релятивістська механіка має величезне значення для різних областей науки і техніки.
У безмежних просторах Космосу рухаються зірки, газові хмари і маси космічного пилу. Крім того, космічний простір пронизують елементарні частинки. Всі ці тіла рухаються з різними швидкостями. У деяких випадках швидкості досягають величезних величин. Тому рух тіл в Космосі і взагалі все явища, які спостерігаються в безкрайньому космічному просторі, було абсолютно неможливо зрозуміти без релятивістської механіки. Таким чином, релятивістська механіка - одна з основ сучасної астрономії та астрофізики (фізики зірок).
Чому так популярні онлайн-казино?
З кожним днем онлайн-казино набирає все більше популярності і природно від цього збільшується кількість гравців
Наливні підлоги 3D
Одним з важливих основ сучасного якісного ремонту є грамотно оформлені підлоги
Наливні підлоги 3D
Одним з важливих основ сучасного якісного ремонту є грамотно оформлені підлоги