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質量が2倍になるため、粒子はどの速度を移動する必要がありますか?

この質問は、相対論的物理学の領域を掘り下げます 、質量と速度の関係は簡単ではありません。その理由は次のとおりです。

相対論的質量の概念

古典物理学では、質量はオブジェクトの一定の特性と見なされます。ただし、アインシュタインの特別相対性理論は、質量が一定ではないことを示していますが、は速度とともに増加します 。オブジェクトが光の速度に近づくと、この増加は重要になります。

粒子の相対論的質量(m)は以下によって与えられます。

m =m₀ /√(1 -v² /c²)

どこ:

*M₀は残りの質量です(安静時の質量)

* vは粒子の速度です

* Cは光の速度です

課題

相対論的質量(m)が残りの質量(M₀)の2倍である速度(v)を見つけたいと思います。 したがって、m =2m₀を設定し、Vを解決します。

2m₀=m₀ /√(1 -v² /c²)

v の解決

1。両側をm₀:2 =1 /√(1 -v² /c²)で除算します

2。四方の両側:4 =1 /(1 -v² /c²)

3.両側の相互を取る:1/4 =1 -v²/c²

4。再配置:v²/c²=3/4

5。両側の平方根を取る:v/c =√(3/4)

6。Vを解く:v =c *√(3/4)≈0.866c

結論

粒子は、光の速度を約 86.6%で動かなければなりません その相対論的質量が2倍になるため。

重要な注意: 粒子が光の速度に達することは不可能です(c)。これは、粒子が光の速度に近づくと、その相対論的質量が無限に近づき、それをさらに加速するために無限のエネルギーを必要とするためです。

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