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1、當(dāng)外力作用在靜止質(zhì)量為m0的自由質(zhì)點(diǎn)上時(shí),質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)歷位移ds,其動(dòng)能的增量是dEk=F·ds,如果外力與位移同方向,則上式成為dEk=Fds,設(shè)外力作用于質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為dt,則質(zhì)點(diǎn)在外力沖量Fdt作用下,其動(dòng)量增量是dp=Fdt,考慮到v=ds/dt,有上兩式相除,即得質(zhì)點(diǎn)的速度表達(dá)式為v=dEk/dp,亦即 dEk=vd(mv)=V^2dm+mvdv,把愛因斯坦的質(zhì)量隨物體速度改變的那個(gè)公式平方,得m^2(c^2-v^2)=m02c^2,對(duì)它微分求出:mvdv=(c^2-v^2)dm,代入上式得dEk=c^2dm。
2、上式說明,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度v增大時(shí),其質(zhì)量m和動(dòng)能Ek都在增加,質(zhì)量的增量dm和動(dòng)能的增量dEk之間始終保持dEk=c^2dm所示的量值上的正比關(guān)系。
3、當(dāng)v=0時(shí),質(zhì)量m=m0,動(dòng)能Ek=0,據(jù)此,將上式積分,即得∫Ek0dEk=∫m0m c^2dm(從m0積到m)Ek=mc^2-m0c^2 上式是相對(duì)論中的動(dòng)能表達(dá)式。
4、愛因斯坦在這里引入了經(jīng)典力學(xué)中從未有過的獨(dú)特見解,他把m0c^2叫做物體的靜止能量,把mc^2叫做運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量,我們分別用E0和E表示:E=mc^2 , E0=m0c^2用微積分來推導(dǎo)是: 質(zhì)量(m)和能量(E)的轉(zhuǎn)換關(guān)系 E=m*c~2的推導(dǎo):(~代表后面的幾次方、△代表變化量) m=m0/(1-v~2/c~2)~(1/2) 因?yàn)関/c->0 有(1-v~2/c~2)等價(jià)1-(v~2/c~2)*(1/2) m0=m*[1-(v~2/c~2)*(1/2)] m0=m-m*(v~2/c~2)*(1/2) m-m0=m*(v~2/c~2)*(1/2) △m=m*(v~2/c~2)*(1/2) △m*c~2=(1/2)*m*(v~2)=E E=△m*c~2,這是在初速度為0的情況下的推導(dǎo),在初速度不為0的情況下推導(dǎo)。
5、得到 △m*c~2=E’- E=△E =>E=Mc~2 還有用微積分的另一種推導(dǎo)方法: m=m./sqrt(1-v。
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