Was passiert mit Kräften, wenn sich eine Ladung in der Nähe von c bewegt?

Angenommen, 3 Elektronen bewegen sich auf C − 1 mm in 1 cm Abstand

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Ladungen ruhen relativ zueinander in ihrem Bezugssystem, aber was passiert mit den Grundkräften Fe und Fg? Welches Fe bekommt A von B oder C? und was ist mit b

Ich kann nicht glauben, dass dies abgelehnt wird. Das ist eine grundsätzlich interessante Frage. Unter Verwendung der Relativitätstheorie, wie sie sie gerade definieren (dh absolut relativ), wird der Abstand zwischen diesen Elektronen relativ als ... seltsam definiert. Die Entfernung wird dadurch bestimmt, wie viel Licht sich in einer bestimmten Zeit bewegt. Wenn wir festlegen, dass der Bezugsrahmen der Rahmen ist, in dem sich diese Elektronen in der Nähe von c bewegen, dann sind die Abstände zwischen diesen Elektronen nahezu unendlich, was bedeutet, dass Fe und Fg zwischen ihnen nahe bei Null liegen, was effektiv bedeutet, dass sie sowohl Masse als auch Ladung verlieren sowie.

Antworten (2)

Sie müssen sich nur an das erste Relativitätspostulat erinnern, um dieses zu beantworten; Im Wesentlichen Galileos Postulat , dass es kein Experiment gibt, das ein Trägheitsbeobachter durchführen kann, um seine Bewegung relativ zu anderen Rahmen zu erkennen, ohne Informationen von außerhalb dieses Rahmens zu verwenden .

Daher ändern sich die Kräfte, die eine der Ladungen spürt, nicht von dem, was sie in jedem Trägheitssystem wären: einfach die durch das Coulombsche Gesetz berechneten. Wenn sich die Ladungen frei bewegen können, würden sie gemäß dem 2. Newtonschen Gesetz, das auf sie angewendet wird, in einem relativ zu ihren Anfangspositionen ruhenden Rahmen aufeinander zu / voneinander weg beschleunigen (abhängig von ihrem Vorzeichen).

Sie können dieses Kraft- / Anfangsbeschleunigungsbild in "Ihren" Inertialrahmen transformieren, indem Lorentz das elektrostatische Feld (codiert als Rang-2-Faraday-Tensor) transformiert und auch die Kraft korrekt transformiert: Die scheinbare 3-Kraft ändert sich zwischen den beiden Rahmen und tatsächlich einer muss 4-Geschwindigkeiten, 4-Kräfte und 4-Beschleunigungen verwenden, um die Dynamik des Systems aus einem Rahmen zu berechnen, der sich relativ zu den Ladungen bewegt. Die Ladungen selbst und ihre unveränderlichen Massen sind natürlich in beiden Systemen gleich. Bei richtiger Berechnung auf diese Weise kommen wir zu der physikalisch beobachteten Situation, dass beide Beobachter die gleichen Trajektorien für die Ladungen berechnen.

Ah, ich verstehe jetzt: Sie machen sich Sorgen darüber, dass die Kontraktion von Lorentz Fitzgerald die Kräfte verändert, richtig? Das "passiert" tatsächlich, aus Sicht des Beobachters passieren die drei Ladungen. Aber es ist nicht die einzige Veränderung, die ein solcher Beobachter sieht. Sie müssen alle Längen und Kräfte transformieren, wie in meinem letzten Absatz beschrieben. Alle diese Änderungen wirken zusammen, um sicherzustellen, dass die Bahnen der Teilchen gleich sind, egal in welchem ​​Rahmen sie berechnet werden. Zum Beispiel sehen wir B näher an A als C, aber es gibt auch magnetische Kräfte von dem anderen Beobachterrahmen.
@ally Es gibt eine Invarianz, aber von anderer Art. C ist ein invarianter Skalar. M ich Und Q ich , die unveränderlichen Massen und Ladungen, sind alle Skalare und für beide Beobachter gleich (vergessen Sie die "relativistische Masse", die ein unordentlicher Begriff ist, der wegen seiner Unordnung veraltet ist). Kräfte und Geschwindigkeiten müssen als 4-Vektoren ausgedrückt werden, dann transformieren sie sich durch eine einfache Lorentz-Transformation. Ihre Komponenten werden sich also ändern, aber auch Ortsvektoren verändern sich (die Lorentz-Fitzgerald-Kontraktion gehört dazu, ebenso wie die Zeitdilatation), ebenso wie die Komponenten des elektromagnetischen Feldes ....
.... so dass beide Beobachter die gleichen Flugbahnen für die Ladungen berechnen, natürlich ausgedrückt in unterschiedlichen Koordinaten.
Könnten Sie bitte kurz sagen, ob in unserem Rahmen A die gleiche Beschleunigung wie B erhält?
@ user104372: Erinnere dich an die Relativität der Gleichzeitigkeit. Da sich die Ladungen gegenseitig abstoßen, bewegen sie sich nicht mit der gleichen Geschwindigkeit weiter. Wenn wir also im Labor sagen können, dass sich die Ladungen zu einem bestimmten Zeitpunkt mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, werden die beiden Ladungen in dem Rahmen, der sich mit dieser Geschwindigkeit bewegt, nicht gleichzeitig stillstehen , was die Symmetrie zwischen den beiden Ladungen zerstört. (Und in jedem Fall wird das Feld, das jeder von ihnen fühlt, davon abhängen, was der andere in der Vergangenheit getan hat , nicht wo es "jetzt" ist).
@HenningMakholm Ja, sie können sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen. Es gibt mehr Kräfte als Fe und Fg. Sie sagten, dass Experimente zeigen, dass es mehr Bosonen gibt, wie solche, die schwache und starke Kräfte tragen. Das bedeutet, dass Sie mit diesen beiden anderen Kräften Partikel in Bewegung bringen und sich nach Fe und Fg fragen können.
@InformedA: Sicher, aber ich habe auf die Frage von Benutzer 104370 nach passenden Beschleunigungen reagiert , die anzunehmen scheint, dass die Ladungen mit Ausnahme der Lorentz-Kraft kostenlos sind.
@HenningMakholm Danke für die Antwort, auch wenn ich intuitiv auf deiner Seite bin. Ich glaube nicht, dass die Existenz von mehr als zwei Kräften Sinn macht. Sie haben die Schwerkraft, die mehr davon ansammelt, und Elektrizität, die in eine Richtung angezogen wird, die die Ansammlung reduziert. Sie sind grundlegend anders und es gibt keine andere Eigenschaft, um mehr Kraft hinzuzufügen. Es könnte eine bessere Erklärung geben, obwohl ich schwache und starke Kräfte nicht vollständig verstehe.
@HenningMakholm, nehmen Sie der Klarheit halber nur eine sehr kurze Zeit an, die ihre relative Position nicht stark beeinflusst; werden die Kräfte Fe,Fg sowieso genauso beeinflusst?
@ user104372: "Sehr kurze Zeit" schlägt nicht die Relativität der Gleichzeitigkeit.
@HenningMakholm, ich bezog mich auf Ihre Bemerkung, dass "sie sich nicht mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen", aber wie beschreiben Sie die Kräfte, die sie "fühlen", können Sie?

Wenn sich die Ladungen bei (nahezu) c relativ zu einem bestimmten Referenzrahmen bewegen (in der Frage wird kein Referenzrahmen erwähnt, aber es muss einen geben, sonst würden wir nicht wissen, dass es überhaupt eine - Trägheits - Bewegung gibt). , aber sie sind zueinander in Ruhe, dann können wir gemäß den SR-Postulaten genauso gut annehmen, dass sie sich einfach überhaupt nicht bewegen. Wir können davon ausgehen, dass sie stationär sind und dass sich das gewählte Referenzsystem um (nahe) c relativ zu ihnen bewegt.

In diesem Fall bleiben die Kräfte unverändert, solange uns keine Informationen über einen möglichen Einfluss dieses Bezugssystems auf die Ladungen vorliegen.

Nach sorgfältigem Lesen erkenne ich, dass sich die Kraft nicht ändern wird, aber erinnere mich, dass sie in der aktuellen Konstruktion der Relativitätstheorie eine Längenkontraktion für sich bewegende Objekte haben, die den Abstand in der Kraftformel und damit den Wert der Kraft definitiv ändern. Sie werden in diesem Fall nicht gleich sein.
Eine Längenkontraktion wird im Rahmen von Ref. in keiner Weise erkannt. in dem es vorkommt. Mit anderen Worten, Sie messen es immer in dem anderen Frame, das Sie als bewegt bzgl. sehen. für dich. Für die Ladungen ändert sich also nichts und der Abstand zwischen ihnen bleibt gleich, egal ob wir sie als stationär oder in Bewegung betrachten. Denken Sie daran, dass die Bewegung in SR relativ ist, was bedeutet, dass wir immer frei sind, einen der beiden Frames anzunehmen , die sich bzgl. bewegen. zueinander als stationär. Wenn also die Ladungen die gleiche Geschwindigkeit beibehalten, sind sie per Definition stationär. einander, was bedeutet, dass die Kräfte unverändert bleiben.
Was passiert mit Kräften, wenn sich eine Ladung in der Nähe von c bewegt?
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