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.Энергия и работа
Кинетическая энергия и работа
Рассмотрим систему, состоящую из 1 материальной точки массы
, движущейся под действием сил, результирующая которых равна:
. Уравнение движения точки:
. (5.1)
Умножим скалярно обе части уравнения на элементарное приращение пути
:
. (5.2)
С учетом того, что
(5.3)
перепишем левую часть уравнения:
. (5.4)
Получаем следующее уравнение движения:
. Либо:
, (5.5)
где величина
(5.6)
называется кинетической энергией, а величина
(5.7)
- работой. Проинтегрируем уравнение:
(5.8)
или
, (5.9)
или, поменяв местами части уравнения:
(5.10)
- работа результирующей всех сил, действующих на частицу, идет на приращение кинетической энергии.
Работа, совершаемая в единицу времени, называется мощностью:
(5.11)
Мощность равна скалярному произведению силы на скорость точки приложения силы.
Получим преобразование кинетической энергии при переходе от одной системы отсчета к другой. Введем обозначения;
- кинетическая энергия материальной точки в системе отсчета
;
- кинетическая энергия материальной точки в системе отсчета
, которая движется относительно системы
со скоростью
(в общем случае
);
- скорость точки в системе
;
- скорость точки в системе
. Справедливо:
. (5.12)
Тогда:
(5.13)
или
. (5.14)
| Кинематика материальной точки и твердого тела |