Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.5.Trzeciazasadadynamikiizasadazachowaniapędu23
pędujestsłusznadlawszystkichukładówwielucząstek,tomusiobowiązywaćtrzecia
zasadadynamikiNewtona(zadanie1.31).Innymisłowy,zasadazachowaniapędujest
równoważnatrzeciejzasadziedynamikiNewtona.
ZakresstosowalnościtrzeciejzasadydynamikiNewtona
Wobrębiefizykiklasycznejtrzeciazasadadynamiki,podobniejakdruga,jestspeł-
nionaztakądokładnością,żemożnauznaćzaprawościsłe.Kiedyjednakprędkości
ciałzbliżająsiędoprędkościświatła,łatwojestsięprzekonać,żetrzeciazasadadyna-
mikiniemożebyćsłuszna.Zasadatagłosibowiem,żesiłyakcjiireakcjiF12(t)iF21(t)
mierzonewtejsamejchwilitrównecodowartościiprzeciwnieskierowane.Czy-
telnikzapewnewie,żekiedyefektyrelatywistycznestająsięistotne,pojęciejednego
uniwersalnegoczasumusizostaćodrzuconedwazdarzenia,którewedługjednego
obserwatorarównoczesne,dlainnegoobserwatoramogąwogólnościniebyćrów-
noczesne.NawetgdybyrównośćF12(t)=F21(t)(gdzieobiesiłymierzonewtej
samejchwilit)byłaspełnionadlajednegoobserwatora,tonaogółniebędziespełnio-
nadlainnegoobserwatora.Trzeciazasadadynamikiniemożebyćzatemsłuszna,gdy
istotnestająsięefektyrelatywistyczne.
Dośćzaskakującejestfakt,żeistniejeprostyprzykładdobrzeznanejsiłysiłyod-
działywaniamagnetycznegomiędzydwomaporuszającymisięładunkamidlaktórej
trzeciazasadadynamikiniejestspełnionawsposóbścisłynawetprzymałychpręd-
kościach.Abysięotymprzekonać,rozważmydwaładunkidodatnie,poruszającesię
wsposóbpokazanynarysunku1.8:ładunekq1poruszasięwzdłużosix,aładunekq2
wzdłużosiy.Dokładneobliczeniepolamagnetycznegowytworzonegoprzezkaż-
dyzładunkówjesttrudne,alekierunkitychpóldajesięokreślićbardzoprosto,ato
namwzupełnościwystarczy.Poruszającysięładunekq1jestrównoważnyprzepływowi
prąduwzdłużosix.Takiprądwytwarzapolemagnetyczne,którewotoczeniuładunku
q2skierowanejestwzdłużosiz,zgodniezregułąprawejrękidlapólmagnetycznych.
Zkoleizregułyprawejrękidlasiłmagnetycznychwynika,żepoletojestźródłemsiły
F21działającejnaq2,skierowanejwzdłużosix.Analogicznerozumowaniezastosowane
doładunkuq1mówinam,żesiłaF12działającanatenładunekjestskierowanawzdłuż
osiy,jaktopokazanonarysunku.Jestoczywiste,żetedwiesiłyniespełniajątrzeciej
zasadydynamikiNewtona!
Rys.1.8.Każdyzdodatnichładunkówq1iq2
wytwarzapolemagnetyczne,którejestźródłem
siłydziałającejnadrugiładunek.Powstające
wtensposóbsiłymagnetyczneF12iF21nie
spełniajątrzeciejzasadydynamikiNewtona