关于动能的计算和质量—能量关系的讨论.pdf

关于动能的计算和质量—能量关系的讨论河海大学王润富摘要本文根据功能的转换关系(1)推导了常规情况下的动能公式；(2)导出了物质爆炸时的动能公式；(3)并由此得出Einstein的质能关系公式；(4)进一步讨论了物质基本粒子的质量与速度的关系；(5)以及讨论了关于正负粒子碰撞的“湮没”问题。文中对微观世界的一些问题提出了新的观点和看法可供研究相对论时参考。。关健词：狭义相对论动能能量质量。1、有关的物理学基本公式在物理学中有如下几个经典公式：动量公式—表示物体运动的性质p=mv。(1)由此得出力的公式dpF=。(2)dt动能公式—表示物体的运动能量1K=mv22。(3)Einstein的质能公式：运动物体的总能量是([1]Chapter21)1E0Eπ=v(4)1−()2c当v<<c时得到1EE=E+(0)v2π02c2(5)其中c为光速v为物体相对于静止实验室参照系的运动速度。E0是静止物体的固有能量(内能)或称为“存在能”(Energyofbeing)。1E(0)v2是运动物体的常规动能(非相对论动能)与式(3)相比2c2就得出2E0=mc。(6)式(6)便是物体存在能的表达式即Einstein的质能关系公式。2、常规情况下的动能计算假定：(1)物体在t=0至t=t时段内受到常力F的作用从而使物体发生常加速度(a等于常数)的运动。(2)在t=0时v=0(初速为零)；t=t时v=at。现在来计算在t=0至t=t时段内由于常力F的作用物体具有的动能即力F所做的功转化为物体的动能有sK=W=Fds∫0。(7)dpd(mv)dv因为F===mds=vdt且v=at代入上dtdtdt2式得tK=W=md(at)atdt=ma2tdt=1ma2t2=1mv2.∫∫dt22(8)