轉動的狹義相對論???

2009-12-06 2:29 pm
大家都知道,如果我們把一件物件不斷施力從而令它不斷加速移動,該物件的速度是不能達至無限,而是永遠不能超越光速c。

但是,如果我們現在不是把一件物件加速移動,而是把一個質量為m、半徑為r、高為h的實心圓柱體不斷施力從而令它以其中軸線為軸心不斷加速轉動,那麼該圓柱體的轉速是否可以達至無限?如果不是,即是該圓柱體的轉速是永遠不能超越某個速度,那麼這個轉速是多少?

回答 (5)

2009-12-20 5:55 am
✔ 最佳答案
If you just see every single atom in the object then every atom is moving, then it will obey relativity so the speed will not greater then c.
2009-12-21 9:14 am
狹義相對論描述物理現象時,是不可用在非慣性系統中



狹義相對論



狹義相對論,是只限於討論慣性系情況的相對論。牛頓時空觀認為空間是平直的、各向同性的、各點同性的和絕對的三維空間,時間是獨立於空間的單獨一維(因而也是絕對的)。狹義相對論認為空間和時間並不相互獨立,而是一個統一的四維時空整體,並不存在絕對的空間和時間。在狹義相對論中,整個時空仍然是平直的、各向同性的和各點同性的,這是一種對應於「全局慣性系」的理想狀況。狹義相對論將真空中光速為常數作為基本假設,結合狹義相對性原理和上述時空的性質可以推出洛侖茲變換。



狹義相對論(Special Relativity)是主要由愛因斯坦創立的時空理論,是對牛頓時空觀的改造。



歷史背景

到19世紀末,以麥克斯韋方程組為核心的經典電磁理論的正確性已被大量實驗所證實,但麥克斯韋方程組在經典力學的伽利略變換下不具有協變性。而經典力學中的相對性原理則要求一切物理規律在伽利略變換下都具有協變性。為解決這一矛盾,物理學家提出了「以太假說」,即放棄相對性原理,認為麥克斯韋方程組只對一個絕對參考系(以太)成立。根據這一假說,由麥克斯韋方程組計算得到的真空光速是相對於絕對參考系(以太)的速度;在相對於「以太」運動的參考系中,光速具有不同的數值。但斐索實驗和邁克耳遜-莫雷實驗表明光速與參考系的運動無關。為說明這一實驗結果,洛侖茲把伽利略變換修改為洛侖茲變換,但不能對此做出合理的解釋。



愛因斯坦意識到伽利略變換實際上是牛頓經典時空觀的體現,如果承認「真空光速獨立於參考系」這一實驗事實為基本原理,可以建立起一種新的時空觀(相對論時空觀)。在這一時空觀下,由相對性原理即可導出洛侖茲變換。1905年,愛因斯坦發表「論動體的電動力學」,建立狹義相對論。





基本假設

光速不變原理:真空中的光速獨立於慣性參考系的選擇,也與光源的運動無關。

狹義相對性原理:物理定律在一切慣性參考系中的形式都是一樣的。



主要內容

狹義相對論,是只限於討論慣性系情況的相對論。牛頓時空觀認為空間是平直的、各向同性的和各點同性的的三維時空,時間是獨立於空間的單獨一維(因而也是絕對的)。狹義相對論認為空間和時間並不相互獨立,而是一個統一的四維時空整體,並不存在絕對的空間和時間。在狹義相對論中,整個時空仍然是平直的、各向同性的和各點同性的,這是一種對應於「全局慣性系」的理想狀況。狹義相對論將真空中光速為常數作為基本假設,結合狹義相對性原理和上述時空的性質可以推出洛侖茲變換。
2009-12-19 2:02 pm
尋找宇宙真理,請你發揮一下,不要浪費這條題目。

2009-12-19 06:14:39 補充:
應該是考慮relativistic angular momentum才對,因為現在是轉動。

http://www.sjsu.edu/faculty/watkins/relamomentum.htm的公式可能有用。

如有需要,可設成該實心圓柱體不斷施與τ(t)的torque。
2009-12-09 7:45 pm
可以考慮relativistic momentum

不過,轉動係non-inertial frame ,SR 唔係幾應用得到,某d 結果會有矛盾,例如lorentz contraction 係轉動的時候,會出現問題
2009-12-06 5:46 pm
不可能達至無限的。你考慮這個case應該是要在一個non-inertial frame上考慮才比較方便。恕本人還是一個year 1的physics學生,暫時未有能力解答閣下的問題。

2009-12-06 09:49:35 補充:
naive的解答:

在圓周上的一點,其線速度不能超越光速c。由於c = rw, 其極限轉速,w = c/r


收錄日期: 2021-04-19 20:46:23
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20091206000051KK00260

檢視 Wayback Machine 備份