¿Cuál es el significado físico de la componente cero del cuadrivector de fuerza de Minkowski?

En Introducción a la electrodinámica de David Griffiths, sección sobre ED y relatividad, plantea un problema simple con respecto a la componente cero del 4-vector de fuerza de Minkowski para una carga q moviéndose con velocidad v . creo que ésto es

q mi v C 2 v 2 .
Lo que no puedo entender es el significado físico de este componente, suponiendo que lo haya hecho bien.

No pareces muy seguro. ¿El libro de texto no tiene nada que decir al respecto? ¿Puedes publicar el problema tal como está escrito en el libro de texto?

Respuestas (2)

La fuerza de Minkowski es simplemente d pag m / d τ . En el límite no relativista, pag 0 es energía y τ es tiempo, entonces

F 0 d mi d t = F v .
Es decir, es la tasa de trabajo que la fuerza realiza sobre la partícula. (He bajado un factor de C aquí por simplicidad.)

Si F es la fuerza 3-vector, como la fuerza de Lorentz, aplicada sobre una partícula de masa en reposo metro o moviéndose con velocidad 3-vector w , entonces el cuadrivector de fuerza es

(001) F = ( γ w F , γ w F w C ) , γ w = 1 1 w 2 C 2
Ahora F w es la tasa de trabajo W hecho sobre la partícula por la fuerza, tasa con respecto al tiempo t :

(002) F w = d W d t
Si τ es el tiempo propio, es decir, el tiempo en el marco de reposo de la partícula, entonces
(003) γ w = d t d τ
y
(004) γ w ( F w ) = d W d τ
Entonces, el componente cero ("tiempo") de los 4 vectores de fuerza multiplicado por C es la tasa de trabajo W hecho sobre la partícula por la fuerza, tasa con respecto al tiempo propio τ . En el caso de fuerza de Lorentz y partícula con carga q

(005) F = q ( mi + w × B )
y
(006) γ w F w C = γ w q ( mi + w × B ) w C = q mi w C 2 w 2

idéntica a la expresión en cuestión.