Принцип относительности Эйнштейна состоит в том, что не только законы механики, но и вообще все физические законы должны не зависеть от выбранной инерциальной системы отсчета. Поскольку распространение света представляет собой физический процесс, его скорость в пустоте должна быть неизменной в эквивалентных системах координат.Однородность пространства и времени приводит к тому, что функция Лагранжа свободно движущейся материальной точки в инерциальной системе отсчета не может содержать явным образом ни радиус-вектора
материальной точки, ни времени
, т.е. функция Лагранжа является лишь функцией лишь скорости
. В силу же изотропии пространства функция Лагранжа не может зависеть также и от направления вектора
, так что является функцией лишь от его абсолютной величины, т.е. от квадрата скорости
:
. (4.15)
Моно показать, что
, где постоянную
принято обозначать как
, т.е.
. (4.16)
Здесь
- масса материальной точки. Следовательно, функция Лагранжа имеет размерность энергии.
Взаимодействие между материальными точками, образующими замкнутую систему, может быть описано прибавлением к функции Лагранжа невзаимодействующих точек
(4.17)
определенной (зависящей от характера взаимодействия) функции координат. Обозначив эту функцию через
, имеем связь функции Лагранжа с кинетической и потенциальной энергией:
, (4.18)
где
- радиус-вектор
- й точки.
| Кинематика материальной точки и твердого тела |