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不同惯性系中的加速度如何换算(转换)?

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不同惯性系中的加速度如何换算(转换)?

惯性系S和惯性系S'相对速度为v,静止于惯性系S'中的物体A在t时刻开始做加速度为a的匀加速直线运动,a与v同向,在S系中观察物体A的加速度是多少

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  • 2011-12-02 18:32:16
      不知道你是想要速度v远远小于光速c的时候的结果,还是速度接近光速的时候的结果,先讨论第一种,
    【1】v<<c,
    设惯性系S和惯性系S'的X轴重合,Y轴、Z轴平行,惯性系S沿着X轴正方向运动,
    在S'系,加速度a'=d(dx'/dt')/dt'=d²x'/dt'²,
    其中,x'和t',都是在S'系里头测量到的物体的位移和时间,
    在S系,加速度a=d(dx/dt)/dt=d²x/dt²
    其中,x和t,都是在S系里头测量到的物体的位移和时间,
    如何由S'变换到S系呢,v<<c时,S'和S的时空变换可以用伽利略变换,
    x'=x+vt,
    t'=t,
    所以,
    a'=d(dx'/dt')/dt'
    =d[d(x+vt)/dt]/dt=d(dx/dt+v)/dt=d(dx/dt)/dt=a,
    也就是说,v<<c时,加速度在所有惯性系都是一样的,
    讨论第二种,
    【2】v接近c,这时惯性系时空变换用洛伦兹变换才行了,
    x'=(x+vt)/(1-v²/c²)^(1/2),
    t'=(t+xv/c²)/(1-v²/c²)^(1/2),
    y'=y,z'=z,
    a=d(dx/dt)/dt=d[dx/dt'·dt'/dt]/dt'·dt'/dt,
    先分别求出dx/dt',dt/dt',再代入上式,就得到结果了,现在开始,
    dx/dt'=d[(x'-vt')/(1-v²/c²)^(1/2)]/dt'
    =(dx'/dt'-v)/(1-v²/c²)^(1/2),
    dt/dt'=d[(t'-x'v/c²)/(1-v²/c²)^(1/2)]/dt'
    =[1-(v/c²)·(dx'/dt')]/(1-v²/c²)^(1/2),
    代入得
    a=a'[(1-v²/c²)^(3/2)]/[1-(v/c²)(dx'/dt')]^(3),
    其中,dx'/dt'是物体在S'系中的速度,由于在这道题里,开始时dx'/dt'=0,所以,上式在刚开始时可以简化为
    a=a'(1-v²/c²)^(3/2)。
       由此式子可以看出,当v<

    2***

    2011-12-02 18:32:16

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