v2.0.9794.34739
Fizyka dla każdego
Czasoprzestrzeń i kinematyka relatywistyczna · 1 min czytania

Zmiana układu dla cząstki o energii 13 MeV

Opublikowano: 25.10.2026
Wyślij link e-mailem Własna poczta Komentarze: 0

Oceń ten artykuł: od 1 do 5 gwiazdek
(0 głosów) . Jeszcze nie oddano głosów.

Kliknij gwiazdkę, aby od razu oddać ocenę. Klawiaturą wybierz gwiazdkę klawiszem Tab i naciśnij Enter lub spację. Jeden głos na materiał z danej przeglądarki.

Cząstka o energii spoczynkowej mc² = 5,00 MeV porusza się w S wzdłuż +x z energią całkowitą 13,00 MeV. Przejdź do S′ poruszającego się z +0,60c. Oblicz pęd, energię całkowitą, energię kinetyczną i szybkość cząstki w S′. Sprawdź masę niezmienniczą i odtwórz E oraz p transformacją odwrotną.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Wskazówka

Najpierw wyznacz dodatnie pc z relacji E² − p²c² = m²c⁴. Energia kinetyczna jest różnicą E′ − mc², a szybkość spełnia u′/c = p′c/E′.

Rozwiązanie

Najpierw pęd w S

Ruch w stronę +x wybiera dodatni pierwiastek: pxc = √(13² − 5²) MeV = 12 MeV. Pęd px wynosi zatem 12 MeV/c, a nie 12 MeV. Zapis qx = pxc pozwala przeprowadzić dalszy rachunek wyłącznie w jednostkach energii.

Współczynnik dotyczy prędkości S′

Dla V = 0,60c mamy γV = 1,25. Nie używamy zamiast niego ilorazu E/(mc²) = 2,6, który opisywał ruch samej cząstki w S.

E'=1{,}25(13-0{,}60\cdot12)=7{,}25\,\mathrm{MeV},

p'_xc=1{,}25(12-0{,}60\cdot13)=5{,}25\,\mathrm{MeV}.

Stąd p′x = 5,25 MeV/c, E′k = 7,25 − 5,00 = 2,25 MeV i u′/c = 5,25/7,25 = 21/29 ≈ 0,72414. Cząstka nadal porusza się w stronę +x′, ponieważ jej początkowa szybkość 12c/13 była większa od V.

Dwie kontrole zamiast zaufania do samej liczby

Niezmiennik wynosi 7,25² − 5,25² = 52,5625 − 27,5625 = 25 MeV². Odtwarza energię spoczynkową 5 MeV. Transformacja odwrotna ma plusy:

E=1{,}25(7{,}25+0{,}60\cdot5{,}25)=13\,\mathrm{MeV},\qquad p_xc=1{,}25(5{,}25+0{,}60\cdot7{,}25)=12\,\mathrm{MeV}.

Gdyby błędnie odjąć mc² przed transformacją i potraktować energię kinetyczną jako składową czteropędu, nie otrzymalibyśmy tej samej masy. Transformujemy energię całkowitą; dopiero potem oddzielamy część kinetyczną.

Powiązana teoria

Czteropęd i układ środka pędu: masa układu nie jest sumą mas cząstek

Dalsza lektura

Materiał referencyjny

Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »

Ostatnie materiały autora

Wszystkie materiały autora »

Komentarze (0)

Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.

Dodaj komentarz

Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto

Emotikony

Zaznacz tekst i wybierz formatowanie lub użyj Ctrl/Cmd+B, I, U w polu komentarza. Znaczniki HTML nie są wykonywane.

Wybór wszystkich komentarzy obejmuje odpowiedzi. Powiadomienia wymagają potwierdzenia adresu; zrezygnujesz z nich przez link w wiadomości.

← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.