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物体速度的大小与什么有关

发表时间:2024-07-28 04:43:56 来源:网友投稿

这里首先要弄清质量的本质。速度越大的物体质量越大这里是指动质量,质能守恒定律告诉我们质量和能量具有相同的本质,运动的物体静质量不变的话,动能增加,那么动质量自然增加。

那么为什么要定义动质量这个名词,直接以静质量和动能区分开不更好么,这是因为,原本在低速系统里关于质量的物理性质,在高速系统里适用于动质量而不是静质量,比如:动量守恒,万有引力定律。

首先看动量守恒,动质量随速度的增加而增加其实意味着,物体的动量和速度其实并不呈线性关系,速度接近光速时物体的动质量变得很大,意味着动量也变得很大,速度有上限(光速)而动量没有上限。当然对于封闭系统,

动量总是守恒

的,一个地方动量增加了意味着其他地方动量减少(当然这是矢量加减)。

对于万有引力,本质是由能动张量所产生,所以它也是和动质量相关,即运动物体对外部所产生的引力场是比同等静止质量的静止物体强的。

最后再讨论下静止质量以及封闭系统的守恒律,能加深楼主对质量和能量的理解。先看以下例子:一个系统内只有两个物体,从参考系S看,两个物体均保持静止,静质量均为m,那么系统的总静质量 = 总动质量= 2m。现在外部对这两个物体进行做功使其动能增加,使其分别拥有0.8c大小的速度,且速度方向正好相反,那么从S系看,两物体的静质量仍然是m,而动质量变成1.667m,那么系统的总动质量现在为1.667m * 2 = 3.33m。这里关键在于,系统的静质量怎么看呢,把系统看作整体的话,系统的质心其实仍然是静止的,系统动能为0,那么静质量也应该等于动质量即为3.33m,而并不是两个静止物体的静质量之和2m。所以一定要理解静质量的定义:

系统的静质量并不等于系统各部分静质量之和

,同理,

系统的动能并不等于系统各部分动能之和

。总结一下封闭系统的守恒律:

能量(或者说质能,动质量)守恒,且等于系统各部分能量之和;动量守恒,且等于系统各部分动量矢量和;静质量守恒,但不等于系统各部分静质量之和(后者不守恒);动能守恒,但不等于系统各部分动能之和(后者不守恒)。

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