Департамент образования г.Москва

ГБОУ СПО Строительный колледж №30

Расчётная работа на тему:

«Постулаты теории относительности. Связь между массой и энергией».

Выполнил: Широкий В.А.

Проверил: Мальков А.П.

Москва 2012 г.

Содержание.

Введение……………………………………………………………………………………. 3

Раздел 1. Теоретическая часть……………………………………………… 4-14

Раздел 2. Расчётная часть………………………………………………….… 15-16

Раздел 3. Практическая часть……………………………………………... 17-23

Заключение……………………………………………………………………………….. 24

Список литературы………………………………………………………………….… 25

Введение.

Теория относительности — общепринятая официальной наукой теория о том, как устроен мир (на макроуровне), объединяющая механику, электродинамику и гравитацию. Содержанием теории относительности является физическая теория пространства и времени, учитывающая существующую между ними взаимосвязь геометрического характера.

Специальная теория относительности (СТО; также частная теория относительности) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при произвольных скоростях движения, меньших скорости света в вакууме, в том числе близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей называется общей теорией относительности.

Описываемые специальной теорией относительности отклонения в протекании физических процессов от предсказаний классической механики называют релятивистскими эффектами, а скорости, при которых такие эффекты становятся существенными, — релятивистскими скоростями.

Эквивале́нтность ма́ссы и эне́ргии — физическая концепция, согласно которой масса тела является мерой энергии, заключённой в нём. Энергия тела равна массе тела, умноженной на размерный множитель квадрата скорости света в вакууме: где E — энергия тела, m — его масса, c — скорость света в вакууме, равная 299 792 458 м/с.

С одной стороны, концепция означает, что масса неподвижного тела (так называемая масса покоя) является мерой внутренней энергии этого тела;

С другой стороны, можно утверждать, что любому виду энергии соответствует некая масса. Например, было введено понятие релятивистской массы как характеристики кинетической энергии движущегося тела.

Раздел 1. Теоретическая часть. Постулаты теории относительности.

Постулат в физике соответствует аксиоме в математике. Два постулата лежат в основе теории относительности. Для объяснения опытов, не обнаруживших движение Земли относительно эфира, делались разные предположения, пытаясь понять почему не находится преимущественная система отсчета, которой не было, как выяснили потом. Эйнштейн решал данную проблему, не пытаясь найти различие между инерциальными системами. Он считал, что все инерциальные системы равноправны не только для механических, но и электромагнитных явлений. Нет разницы между равномерным и прямолинейным движением и состоянием покоя. Главный постулат теории Эйнштейна – это принцип относительности: все процессы природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета. Этот закон позволил распространить принцип относительности механики на электромагнитные, да и вообще на все законы природы. Второй постулат теории относительности гласит: скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем отсчета. Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приемника светового сигнала. Из постулатов теории относительности вытекает: скорость света имеет особое положение; скорость света в вакууме является предельно возможной скоростью передачи взаимодействий в природе. Большая научная смелость нужна была Эйнштейну, чтобы опубликовать постулаты, которые противоречили представлениям о пространстве и времени. Рассмотрим инерциальные системы К и К₁, которые движутся друг относительно друга

со скоростью Ѵ̄, когда начала координат совпадают, происходит вспышка света. Обозначим: Ѵ·t – смещение систем относительно друг друга за время - t; c·t – радиус сферической поверхности.

Системы К и К₁ – равноправны, имеют одинаковую скорость.

Один наблюдатель связан с системой К и центр сферы для него расположен в точке О. Для второго наблюдателя, который связан с системой К₁ центр сферы будет находиться в точке О₁. Постулаты относительности приводят к противоречию, так как одна и та же сферическая поверхность не может иметь центры в О и О₁. Но это противоречие связано лишь с классическими представлении о пространстве и времени, которые при скоростях, близких к скорости света, – несправедливы.