Question

Тіло має масу 2 кг і рухається зі швидкістю 1,8•10^8 м/с відносно інерціальної системи відліку.Визначте енергію цього тіла для спостерігача,нерухомого в інерціальній системі.

Answer 1

Ответ:  Энергия тела = 4,5*10^16 Дж

Объяснение: Дано:

Масса тела m0 = 2  кг

Скорость тела V = 1,8*10^8 м/с

Скорость света с = 3*10^8 м/с

Определить энергию тела  Ек - ?

Так как скорость тела соизмерима со скоростью света, то при определении энергии тела необходимо учитывать релятивистские эффекты.  В данном случае кинетическая энергия тела Ек = с²(mp - m0),  здесь mp - релятивистская масса тела, определяется выражением: mp = m0/{1 -(V/c)²}.

Таким образом, Ек = m0с²[{1/√(1 - (V²/c²))} -1] = 2*(3*10^8)²×

×[ { 1/√(1 - (1,8*10^8/3*10^8)²)} - 1 ] = 2*(3*10^8)²×[{ 1/√(1 - 0,36)} -1] =

=2*(3*10^8)²×{(1/√0,64) -1} = 2*(3*10^8)²×{(1/0,8) - 1} =

= 2*(3*10^8)²×0,25 = 4,5*10^16 Дж.

Answer 2

Для визначення енергії тіла для спостерігача, нерухомого в інерціальній системі, ми можемо скористатись формулою для кінетичної енергії:

E = (1/2) * m * v^2,

де E - кінетична енергія, m - маса тіла, v - швидкість тіла.

В даному випадку маса тіла (m) дорівнює 2 кг, а швидкість (v) дорівнює 1,8 * 10^8 м/с.

Підставимо ці значення в формулу:

E = (1/2) * 2 кг * (1,8 * 10^8 м/с)^2

E = (1/2) * 2 кг * 3.24 * 10^16 м^2/с^2

E = 3.24 * 10^16 м^2 * кг/с^2

Енергія цього тіла для спостерігача, нерухомого в інерціальній системі, дорівнює 3.24 * 10^16 джоулів.