狹義相對論力的變換公式的簡單推導(dǎo)

魏喜武

(安徽省宣城中學(xué) 安徽 宣城 24000)

狹義相對論力的變換公式的簡單推導(dǎo)

魏喜武

(安徽省宣城中學(xué) 安徽 宣城 24000)

在一個運(yùn)動參考系S′中，有一個裝有理想氣體的正方形盒子，盒子的底面與xOy所在的面平行，在S′系觀測，盒子右、前、上3個面受到沿x，y，z軸方向上氣體的壓力相等．在靜止的S系觀測，盒子上、下兩個面沿運(yùn)動方向的邊長要收縮，在y，z軸方向上前、上兩個面要受到氣體壓力也要變化，再由理想氣體熱力學(xué)系統(tǒng)的壓強(qiáng)(p)與慣性運(yùn)動無關(guān)，就可以得出力的變換的公式．

相對論 壓強(qiáng) 力的變換

1 引言

常見推導(dǎo)狹義相對論力的變換公式，用力等于動量變化率，導(dǎo)出動量變化率的變換，再導(dǎo)出力的變換公式，推導(dǎo)過程既難又繁．為此，筆者通過假設(shè)在不同參考系中存在一個裝有理想氣體的正方型盒子，根據(jù)正方型盒子有關(guān)的面在不同參考系受到的力，就非常簡單地推導(dǎo)出狹義相對論力的變換公式．

2 狹義相對論力的變換公式的推導(dǎo)過程

在S系中觀測S′系中的盒子與x軸平行的正方形邊長要縮短，設(shè)其長度為l，有

而與y軸、z軸平行的正方形邊長沒有變化，即

l=l′

圖1 S′系和S系

由于理想氣體熱力學(xué)系統(tǒng)的壓強(qiáng)(p)與慣性運(yùn)動無關(guān)，因此，可以得到

Fx=l2p=l′2p

3 結(jié)論

1 孟泉水，常琳.熱力學(xué)若干相對論問題.西安科技大學(xué)學(xué)報，2004，24(4)

2 張三慧，大學(xué)物理學(xué).北京：清華大學(xué)出版社，1999

2017-03-28)