Властивості перетворень Лоренца

З формул перетворень легко побачити, що при граничному переході c→∞ до класичної механіки або — що те ж саме — при швидкостях значно менших швидкості світла формули перетворення Лоренца переходять в перетворення Галілея за принципом відповідності.

При V > c координати x, t стають уявними, що означає той факт, що рух зі швидкістю, більшою за швидкість світла в вакуумі, неможливий. Неможливо навіть використовувати систему відліку, яка б рухалась зі швидкістю світла, бо тоді знаменники у формулах дорівнювали би нулю.

На відміну від перетворень Галілея перетворення Лоренца некомутативні: результат двох послідовних перетворень Лоренца залежить від їх порядку. Математично це можна побачити з формального тлумачення перетворень Лоренца як обертань чотиривимірної системи координат, де, як відомо, результат двох обертань навколо різних осей залежить від порядку їх виконання. Виключенням з цього правила є лише перетворення з паралельними векторами швидкостей V₁||V₂, які еквівалентні поворотам системи координат відносно однієї осі.

Теорія відносності є однією з провідних теорій нашого часу. Вона має

великий вплив на розвиток наукової думки, робить величезний внесок у

пізнання законів природи. Теорія відносності є основою не лише сучасної

фізики, але й науки в цілому.

Наукова творчість А. Ейнштейна є великим внеском у розвиток філософської

думки ХХ століття. Це пояснюється тим, що спеціальна та загальна теорія

відносності відіграють значну роль у формуванні наукової картини світу,

перебудові стилю наукового мислення, розробці нової дослідницької

програми та нових еталонів наукового пізнання. А. Ейнштейн глибоко

розмірковує над фундаментальними філософськими проблемами науки, що

виходять за межі фізики та набувають загальнофілософського сенсу. Теорія

відносності по-новому поставила й вирішила цілу низку проблем

просторово-часової структури світу, що мають важливе світоглядне

значення. Крім того, у її розвитку знайшли нові вирішення такі

теоретико-пізнавальні питання, як співвідношення емпіричного й

теоретичного, спостережуваного та неспостережуваного, тому теорія

відносності з моменту свого виникнення знаходиться в центрі уваги

філософії.

А. Ейнштейн створює теорію відносності завдяки узагальненню ідей фізики,

математики, філософії. На його світогляд вплинули мислителі античності,

засновники класичної механіки, електродинаміки. Істотний внесок у

розвиток цієї теорії роблять учені А. Лоренц й А. Пуанкаре.

Звернімося до філософських підвалин теорії відносності. До них можна

віднести такі епістемологічні, методологічні імперативи: принцип

спостережуваності, принцип простоти, принцип відповідності, принцип

симетрії та ін. Сюди ж входить принцип наперед установленої гармонії –

віра дослідника в раціональну природу реальності, що є реалізацією

найпростіших математично мислимих елементів.

21. Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы^[1]. Робота та енергія

Робота — це зміна стану тіла в результаті дії на нього іншого тіла.Робота залежить від значення витраченої сили. Значення роботи залежить також від відстані: чим більша відстань, тим більший показник роботи.Щоб виконати роботу, необхідно мати енергію.Здатність тіла виконувати роботу називається енергією.

Щоб забити цвях, ми піднімаємо молоток, виконуючи при цьому певну роботу. Молоток запасає механічну енергію наших м’язів, яку витрачає, падаючи на цвях, щоб забити його і виконати роботу. Чим більшу механічну енергію має тіло, тим більшу роботу воно може виконати.

Механічну енергію, яку має тіло, підняте над поверхнею землі, називають потенціальною (від латинського «potential» — можливість). Потенціальну енергію мають усі тіла, підняті над поверхнею землі. І чим вище над поверхнею землі перебуває тіло, тим більше значення має його потенціальна енергія.

Будь-яке тіло в навколишньому світі наділене механічною енергією. Людина використовує її для виконання роботи. Наприклад, енергія вітру та течії річок здавна використовувалась у побуті людей. Щоб отримати із зерна борошно, будували вітряні та водяні млини. У таких млинах енергія вітру або води рухала жорна, тобто спрямовувалася на виконання роботи з перемелювання зерна.

Життя на нашій планеті існує завдяки надходженню сонячної енергії. Вона нагріває поверхню Землі, впливає на зміну погоди, необхідна для існування всіх живих істот. Люди навчилися використовувати цей вид енергії, сконструювавши «сонячні батареї». Їх використовують на космічних кораблях, у кишенькових калькуляторах. Один із видів енергії людина використовує відтоді, як навчилася добувати й підтримувати вогонь. Це теплова енергія. Спалюючи деревину або вугілля, люди отримували тепло для обігрівання житла, приготування їжі. У двигунах внутрішнього згоряння теплова енергія змушує деталі рухатись, і машина виконує роботу з переміщення.

Сучасний світ важко уявити без електричної енергії. Її отримують на електростанціях, використовуючи різні машини. Гідроелектростанції споруджають на річках. Електрична енергія також використовується для виконання роботи. Наприклад, робота міксера, пральної машини, телевізора можлива тільки з використанням електричної енергії.

Із середини ХХ ст. людина почала широко використовувати ще один вид енергії — атомну. Цей вид енергії отримують у результаті розщеплення найменших частинок речовини — атомів.

Як пов'язані між собою робота та енергія

У перекладі з грецької мови слово «енергія» означає «дія», «діяльність». Як зазначалося у § 5, енергія - це здатність будь-якого тіла виконувати роботу. Так, вода річок, падаючи з висоти під дією сили тяжіння, обертає турбіни гідроелектростанцій; повітряні маси, рухаючись, обертають лопаті вітряка. Отже, у наведених прикладах енергію води та повітря людина використовує з користю для себе. Спалюючи пальне у двигунах, отримують енергію для роботи машин і механізмів. Але ще до цього часу не вдалося приборкати потужну енергію штормів, буревіїв, смерчів.

Найбільшим джерелом енергії для живих істот нашої планети є Сонце. Його промені доносять частину енергії до Землі, зігрівають її поверхню, забезпечують перебіг такого важливого явища, як фотосинтез. Унаслідок фотосинтезу сонячна енергія не зникає, а перетворюється на хімічну. Завдяки живленню цю енергію отримують тварини та людина. А коли людина рухається чи переміщує вантажі, хімічна енергія перетворюється на механічну, а також теплову.

Як бачимо, є різні види енергії й один вид енергії здатний перетворюватися на інший. На думку вчених, такі потужні джерела енергії, як нафта, газ, кам'яне вугілля, утворилися з відмерлих решток тваринних і рослинних організмів, що густо населяли Землю в давні часи. Тож без перебільшення можна твердити, що їхня енергія, як і енергія, що надходить до організмів людини і тварин під час живлення, спочатку була сонячною енергією.

Енергію має й електричний струм. Завдяки їй працюють побутові прилади, електричні двигуни трамваїв, тролейбусів, електровозів.

Як ви вважаєте, чи має енергію стиснена пружина, піднятий камінець, натягнута тятива лука? Так, адже всі перелічені тіла здатні виконати роботу. Приведена в дію стиснута пружина дитячого іграшкового пістолета рухає кульку; камінець, падаючи з висоти, робить у ґрунті заглибину; натягнута тятива лука штовхає стрілу.

Отже, завдяки енергії та її перетворенню виконується робота.