狭义相对论力的变换公式的简单推导

魏喜武

(安徽省宣城中学 安徽 宣城 24000)

狭义相对论力的变换公式的简单推导

魏喜武

(安徽省宣城中学 安徽 宣城 24000)

在一个运动参考系S′中，有一个装有理想气体的正方形盒子，盒子的底面与xOy所在的面平行，在S′系观测，盒子右、前、上3个面受到沿x，y，z轴方向上气体的压力相等．在静止的S系观测，盒子上、下两个面沿运动方向的边长要收缩，在y，z轴方向上前、上两个面要受到气体压力也要变化，再由理想气体热力学系统的压强(p)与惯性运动无关，就可以得出力的变换的公式．

相对论 压强 力的变换

1 引言

常见推导狭义相对论力的变换公式，用力等于动量变化率，导出动量变化率的变换，再导出力的变换公式，推导过程既难又繁．为此，笔者通过假设在不同参考系中存在一个装有理想气体的正方型盒子，根据正方型盒子有关的面在不同参考系受到的力，就非常简单地推导出狭义相对论力的变换公式．

2 狭义相对论力的变换公式的推导过程

在S系中观测S′系中的盒子与x轴平行的正方形边长要缩短，设其长度为l，有

而与y轴、z轴平行的正方形边长没有变化，即

l=l′

图1 S′系和S系

由于理想气体热力学系统的压强(p)与惯性运动无关，因此，可以得到

Fx=l2p=l′2p

3 结论

1 孟泉水，常琳.热力学若干相对论问题.西安科技大学学报，2004，24(4)

2 张三慧，大学物理学.北京：清华大学出版社，1999

2017-03-28)