Cuando se dice que la masa de un objeto aumenta con la velocidad, hipotéticamente, ¿cómo se vería físicamente un cubo de agua de 1 litro cerca de la velocidad de la luz?

Esta pregunta representa un buen ejemplo de por qué no es una buena idea pretender que la masa de un objeto aumenta con la velocidad.

Para empezar … la velocidad es relativa. La masa del objeto se vería diferente para diferentes observadores. Específicamente, un observador que viaja con el objeto no vería ningún aumento de masa en absoluto.

Así que esta cosa de “masa relativista” es una tontería engañosa. ¿De dónde viene? Bueno, por ejemplo, existe la fórmula para el impulso relativista: [matemática] p = mv / \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} [/ matemática]. Solía ​​estar de moda pretender que esto es como un impulso no relativista, [matemática] p = mv [/ matemática], con [matemática] m [/ matemática] reemplazada por la “masa relativista” [matemática] m / \ sqrt { 1-v ^ 2 / c ^ 2} [/ matemáticas].

¿Pero por qué? No obtenemos nada de este concepto (no hay ningún valor, computacional o educativo, para usar la fórmula no relativista con esta masa “simulada”), y conduce a todo tipo de malentendidos. Para empezar, la masa en reposo [matemáticas] m [/ matemáticas] es una propiedad intrínseca de un objeto: todos los observadores están de acuerdo en su valor. Pero la “masa relativista” depende del observador, por lo que no es una propiedad del objeto.

Entonces, el punto de vista moderno es prescindir por completo de la “masa relativista”. Solo hay una masa: la masa restante [matemáticas] m [/ matemáticas]. Y la fórmula para el impulso es [matemática] p = mv / \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} [/ matemática], que para velocidades muy pequeñas, se convierte en aproximadamente [matemática] p = mv, [/ matemática] La aproximación no relativista.

La masa de un objeto no aumenta con la velocidad. En la física moderna, la única medida relevante de masa es la masa en reposo y es invariante. Lo que cambia son las definiciones de energía e impulso.

Si desea saber cómo son las cosas en situaciones relativistas, el C-ship de John Walker y otros programas son un buen lugar para comenzar.

Fourmilab

Las simulaciones aquí:

Visualización de relatividad especial.

también puede ser útil

Si está cerca del agua, eso significa que su velocidad también es la misma con el agua. Luego lo volverás a ver 1 litro. Si solo eres un observador fuera de este movimiento, es posible que lo veas como una línea divisoria según la velocidad.

Sería extendido. Y si tiene un cambio para medir su volumen (que creo que está preguntando esto de hecho) sería casi lo mismo. (No estoy seguro de todas las diferencias en volumen porque no conozco los cálculos).

Entonces debes preguntar, ¿dónde está la masa que ganó la velocidad?

Será en el impulso de las moléculas de agua.

Si golpean algo, lo estrellarán con una fuerza de millones de toneladas (si está demasiado cerca a esta velocidad)

Puede pensar este caso con una similitud (agregando masa por impulso).

Pensemos que una bala de arma es casi 100 gr.

Si disparas a una velocidad de 500 metros / s (aceleración), instalarás algo de energía en la bala.

Cuando golpea el objetivo, afectará con casi 50 kg de fuerza.

Una bala disparada de 100 gr o arrojada una piedra de 50 kg es lo mismo para el objetivo. (Por supuesto, la fricción del aire y la presión por cm ^ 2 es importante, pero se descartan en este ejemplo)

No puedes hacer que funcione a la velocidad de la luz, pero puedo decirte lo que sucede cuando miras una secuencia de tales cubos que pasan cada uno más rápido que su predecesor.

Si mide la longitud del cubo, entonces si llamamos a la dirección de movimiento x, su longitud en la dirección x disminuirá hasta que sea tan cercana a cero como su velocidad a la velocidad de la luz. Las otras dos direcciones no se ven afectadas.

Sin embargo, si miras la luz que rebota en ella, entonces el cubo parece haber girado la luz desde el lado posterior y también se enrojece hasta que esté demasiado rojo para ver.

Ver http://www.astro.gla.ac.uk/honou

Rotación

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