¿Por qué un objeto con mayor velocidad gana más masa (relativista)? [duplicar]

De hecho tienes más o menos razón. Supongo que el aumento de masa mencionado es el descrito en la relatividad especial. El ejemplo dado por tu profesor es incorrecto. Como las velocidades de 10 m/s y 40 m/s son difícilmente relativistas, por ahora podemos suponer$E=mc^2$. El aumento de la energía cinética por$\frac{1}{2}mv^2$por lo tanto aumenta la masa en

Si miras un objeto en reposo y luego miras el objeto a cierta velocidad$\vec{v}\neq0$y constante, la teoría especial de la relatividad te dice cómo cambian las cosas.

Hay una masa invariante (es decir, que no cambia) que llamamos masa en reposo$m_0$, y hay una masa "relativista"$m$que cambia

Tienes una partícula estática cerca de ti, haz algunas medidas y la masa que tendrás es$m_0$. Ahora, ponga la partícula en movimiento en línea recta con velocidad constante$\vec{v}$y medir la masa$m$. Encontrará que lo siguiente es cierto:

dónde$\gamma\equiv\gamma(v)$el factor de Lorentz es una función de la velocidad$v$del objeto

y$c$es la velocidad de la luz en el vacío. Puedes ver que esta masa$m$, en el límite$v\to c$se vuelve infinito, haciendo así imposible que el objeto sea movido. Sin embargo, creo que es más correcto pensar en términos de$m$como una inercia, en el sentido newtoniano (ignorando el carácter vectorial de la fuerza y ​​la aceleración)

Ahora fija la fuerza$F$. Para un objeto pesado,$a$será más pequeño que para un objeto ligero, por lo que podemos interpretar$m$como el número que nos dice qué tan fácil es mover esa partícula. En este sentido, vemos cómo$m$aumenta con$v$y por lo tanto es más difícil mover la partícula cuanto más rápido va.

La energía relativista está dada por

La masa relativista es un concepto relacional porque los fermiones tienen una masa en reposo distinta de cero a través de la interacción del campo de Higgs. El aumento de la energía cinética de una partícula acelerada a velocidades relativistas es directamente proporcional al aumento de la masa inercial de la partícula. La masa de inercia de una partícula puede expresarse como su resistencia al cambio de momento. Entonces, en términos sencillos, cuanto más pesado es un objeto, más trabajo tienes que poner para moverlo. Cerca de c, llegas a un punto de rendimiento decreciente donde se necesitará una cantidad infinita de energía para acelerar un objeto. Las transformaciones de Lorentz dominan la escala en estas energías aceleradas y terminas con una partícula que se reduce a cero. Otra forma de decir esto es que si aceleras un objeto que tiene una masa en reposo distinta de cero hacia la velocidad de la luz, lo que terminas es un agujero negro que viaja terriblemente rápido. El tiempo se ralentiza hasta casi cero más debido a la relatividad general que a la relatividad especial para este tipo de singularidad porque los "fantasmas" de la entropía a través de la radiación hawking se manifiestan a través de los efectos gravitacionales cuánticos.