一个很简单的问题,根据爱因斯坦相对论,为何运动物体的质量会增大,这些质量是哪来的?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/16 22:10:50
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物理学的研究对象从宏观领域进入原子和电子的微观领域,从低速领域进入到光速和近光速的高速领域,以牛顿力学为基础的经典物理学,才暴露出严重问题。
1.光速是世界上最快的速度,所有的速度只能无限接近光速,而不能超过光速;2.光速是恒定的,永远是30万公里/秒,即使光在通过某些介质时会降低速度,但是一旦通过了该介质,光速不会被降低,而是迅速恢复30万公里/秒;3.时间是相对的,当运动速度足够大,比如在一辆以24万公里/秒奔驰的火车上,乘客手上的表会比在地球上慢;4.长度是相对的,当物体的运动速度变得足够大时,物体会沿运动方向变短。
就像长度和时间一样,一般情况下,物体的质量不因静止或运动而有所变化。一个人在地上站着,质量是50公斤,当他乘上运动的火车,质量还是50公斤。这在低速世界当然是事实的。可是按照相对论的解释,当这个人乘上高速运动的飞船的时候,他的质量却不是50公斤了,而是比50公斤要多。飞船的速度和光速越接近,人的质量变化就越显著。如果飞船速度达到光速,人的质量将变成无限大。当然这是不可能达到的,因为一般物体的速度不可能达到光速。
物体质量的增值与作用于物体的力有密切的关系,而且有一定的比例关系。一切作用于物体的力,以及任何物体能量的增值,都会使物体质量增加。这就是当物体被加热时,其质量就比未加热时大的原因。这也就是当弹簧被压缩时,其质量就增加的原因。但是质量变化同能量变化之间的比例系数是微乎其微的。例如:要使一个物体的质量增加一克,就必须对该物体施加2500万千瓦小时的能量。
这就是在一般物体情况下,物体质量的变化是非常微小的原因,即使是运用最精密的仪器,也无法测量出来。如果将一吨水从零度加热到沸点,其质量大约会增大一百万分之五克。我们设想,在宇宙空间有两个同样大的球体,一个用铅做成,另一个用木做成。现在用同样的力作用于这两个球体,直到将它们的运动速度增加达到接近光速。这时,它的加速度就会越来越小。因为物体运动的速度永远不能超过速度的最高极限,即光速。
一旦物体运动速度接近光速,时间与速度的增加就失去了比例,于是质量就变得与速度息息相关了。由于时间可以无限加长,而速度却不能超越最高极限。由此我们发现,质量随速度的增加而增加,而且当物体运动速度达到光速时,质量就成为无限大。