速度加成式

✍ dations ◷ 2025-04-04 07:34:36 #狭义相对论,方程,速度,运动学

物理学中,速度加成式是将不同参考系下个别描述同一移动物体速度的关联方程。

伽利略观察到:当一艘船以相对海岸的速度v移动,而在船上量到一只苍蝇以速度u移动,则海岸边的人会测到的苍蝇速度服从速度加成式:

其中s是相对于海岸的苍蝇速度。

在船与苍蝇速度都远小于真空中光速时,这个矢量直接相加的速度加成式大致正确。此为牛顿力学的一项运动学基础。适用牛顿力学的伽利略宇宙采用了绝对时空的概念,而速度加成服从伽利略变换的关系式。

上述的例子在狭义相对论的情形,船参考系的时钟与尺与岸上的不同。同时的概念也有所改变,因此速度加成式也不一样。这些差异在速度远小于的情形是可忽略的,而在接近光速时就变得重要。对于(共线性)的运动,速度加成式变为:

v B | A = v B v A 1 v A v B c 2 {\displaystyle {\vec {v}}_{\mathrm {B|A} }={\frac {{\vec {v}}_{\mathrm {B} }-{\vec {v}}_{\mathrm {A} }}{1-{\frac {{\vec {v}}_{\mathrm {A} }{\vec {v}}_{\mathrm {B} }}{c^{2}}}}}} 的artanh)称为快度。如此原因是因为相对论中的洛伦兹提进可想作是双曲旋转,旋转角度即快度,而这个转角是可以加成的。

速度加成式有另个等价代数形式,透过光速不变原理可导得:

共线性的速度加成式为最初验证狭义相对论运动学的一项测试。如迈克耳孙干涉仪、菲佐实验都是这类实验,其中用到与光行进方向相同的流动液体。光在液体中的速率叫真空中为慢,并且随着流体速度变化。相关实验皆显示相对论的速度加成式是正确的。

相关

  • 核定位信号核定位序列(或称核定位信号;英语:nuclear localization signal,NLS;或 nuclear localization sequence)是一段氨基酸序列,作为蛋白质通过核运输进入细胞核的标签。一般来说,核定位信
  • 20号州际公路20号州际公路(Interstate 20,简称I-20)是美国州际公路系统的一部分。西起德克萨斯州肯特以东(与10号州际公路交汇),东在南卡罗莱纳州弗洛伦斯与95号州际公路交汇。全长1539.38英里
  • 都铎王朝本条目是分类中的文章都铎王朝(英语:House of Tudor),是1485-1603年间统治英格兰王国和其属土的王朝。而该王朝首位君主亨利·都铎乃威尔士古时的德赫巴思公国(Welsh principalit
  • 热质说热质说(又名热素说、Caloric theory)是种错误和受局限的科学理论,曾用来解释热的物理现象。此理论认为热是一种称为“热质”(caloric)的物质,热质是一种无质量的气体,物体吸收热质
  • 交响乐交响曲(Symphony)是古典音乐的乐曲型式,是包含多个乐章的大型管弦乐曲,一般是为管弦乐团创作,乐团会包括弦乐器(包括小提琴、中提琴、大提琴、低音提琴)、木管乐器、铜管乐器及打击
  • 观澜湖高尔夫球会观澜湖高尔夫球会(英语:Mission Hills Golf Club),1992年12月18日成立,位于中国广东省深圳市龙华区观澜街道,于2004年获吉尼斯世界纪录大全确定为全世界最大的高尔夫球设施,拥有12
  • 锎的同位素锎的同位素备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。
  • 斯美塔那酸奶油斯美塔那酸奶油(波兰语:śmietana, 英语:sour cream)指一种在中东欧用酸奶油制造的脂肪含量在20%左右的糊状奶制品,用于西餐菜肴和糕点的制作。
  • 平善栋平善栋(?-829年7月26日),日本平安时代前期赐姓皇族。桓武天皇皇孙葛原亲王二王子。兄弟是平高栋(日语:平高棟)、高见王(日语:高見王)(平高望(日语:平高望)之父)。最高官位从四位下。天长2年(8
  • 黄子正黄子正(1901年-1959年),生于日治台湾台北州台北市大稻埕(今台北市大同区),医师,曾任满州国皇帝溥仪的御医。其家族世居台北大稻埕(今台北市迪化街一带),其父黄烟篆是一名医师。黄子正毕