نسبية الكتلة وكمية الحركة      Relativistic  mass and momentum

تعرف كمية الحركة النسبية لجسم سرعته v  من خلال المعادلة

     (1)

و تسمى m في هذه الحالة بالكتلة النسبية للجسم، و حسب التعريف تكون الكتلة النسبية هي تلك الكمية الفيزيائية التي يجب ضربها في متجه  السرعة v  لكى تعطي متجه كمية الحركة P. بشرط أن يكون مجموع كمية الحركة ∑P لنظام معزول كمية ثابتة (محفوظ). و لقد وجد انه لكي نحافظ على قانون بقاء كمية الحركة صالحا في الفيزياء النسبية يستلزم أن نطبق تحويلات لورنتز للسرعة و يجب أيضا أن تؤول كمية الحركة النسبية العلاقة (1) الى كمية الحركة الكلاسيكية و التي تعطى من

    (2)

حيث ₀m  هي الكتلة عند سرعات صغيرة ( v << c)  و ذلك بتطبيق مبدأ التناظر. و لكى يتحقق ذلك سوف نكون أمام خيار وحيد و هو مبدأ الكتلة النسبية، أي بصدد التعامل مع كتلة الجسم على أنها كمية ليست ثابتة و لكنها تعتمد بطريقة ما على سرعة الجسم.

و لقد وجد أن الكتلة النسبية للجسم تعطى من العلاقة:

   (3)

 وبذلك تكتب كمية الحركة النسبية على الصورة:

     (4)

حيث ₀m  كمية ثابتة ( أي بالنسبة للاطار المرجعي S^/) و هي لا تعتمد على السرعة. و لقد أوضحت التجارب العملية لجسيمات تقترب سرعتها من سرعة الضوء صحة العلاقة (4)

و تعد الفكرة الأساسية لإيجاد العلاقة التي تعتمد بها كتلة جسيم (m) على سرعته   (v) هي دراسة عملية التصادم المرن بين جسمين مع الأخذ في الاعتبار تطبيق مبدأ بقاء كمية الحركة و دراية نفس هذا التصادم من وجهة نظر مرجع قصوري أخر مع المحافظة على ثبات قانون بقاء كمية التحرك في هذا المرجع القصوري.

 و بعد المعالجة الرياضية يمكننا الوصل إلى العلاقة (3). و يوضح الشكل التي كيفية تغير الكتلة النسبية  ( m ) مع السرعة  ( v ) وفقا للعلاقة (3).

و يتبين من هذا الشكل أنه عند السرعات الصغيرة (v << c) (يمثل مبدأ التناظر في هذه الحالة) يكون = m₀m أي أن m/m₀ = 1  .و نلاحظ ايضا من هذا الشكل، أنه عندما تقترب سرعة الجسيم من سرعة الضوء فان الكتلة النسبية تؤول الى  ، و هذا يتناقض مع المنطق و التجربة.

إذ أن الجسم الذى تمون كتلته لانهائية ( أي لا يمكن تحريكه) تكون سرعته مساوية لسرعة الضوء. و معنى ذلك أن سرعة الضوء هي الحد الأقصى للسرعات، ولا يمكن لجسم أن تزداد سرعته عن سرعة الضوء.

و من العرض السابق فان قانون نيوتن الثاني يمكن أن يأخذ شكل و مفهوم جديد من وجهة نظر النظرية النسبية.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الإعلام يشارك في الاجتماع التحضيري لمناقشة الخطة الإعلامية لزيارة عاشوراء

بحضور متوليها الشرعي.. العتبة العباسية المقدسة تواصل إقامة المجالس الحسينية لإحياء شهر المحرم

قسم الشؤون الفكرية يطلق برنامجه التبليغي في أكثر من 20 دولة إفريقية

شعبتا الخطابة النسوية والتوجيه الديني تواصلان إقامة المجالس الحسينية في مرقد أبي الفضل العباس (عليه السلام)

المزيد

الآخبار الصحية

دراسة تكشف علاقة خطيرة بين عمر الأم وصحة مولودها

دراسة تحذر.. اضطراب نوم بسيط قد يسبب الموت المبكر ؟

الاستحمام بالماء الساخن.. راحة مؤقتة وأضرار دائمة للبشرة

ماذا يحدث للجسم عند تخطي وجبة الإفطار؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

كيف تساعد الصيانة الوقائية في الحفاظ على كفاءة التكييف في سيارتك ؟

في ظاهرة غريبة حيرت العلماء.. كوكبنا قد يسجل أقصر يوم في التاريخ هذا الصيف!

السد الصيني العملاق يعيق دوران الأرض ويغيّر شكلها ؟

السعودية تطلق 10 تجارب علمية إلى محطة الفضاء الدولية

المزيد

مواضيع ذات صلة

اللا تناظر بين الماضي والمستقبل ( معنى اللا تناظر في الزمن)

المكان - الزمان الجديد الرباعي الأبعاد

أسرع من الضوء ؟(سرعة الضوء كحد نهائي: ماذا لو تجاوزناها؟)

مفارقة التوأمين( مفارقة التوأمين وثورة النسبية في فهم الزمكان)

هزيمة الزمن النيوتني

ماذا عن E=mc2؟

عدم التوافق بين جاذبية نيوتن والنسبية الخاصة

الفزياء والكون .. النسبية الخاصة

Relativistic energy

Relativistic mass

Transformation of velocities

The twin paradox