¿Cómo puede un objeto aumentar de masa si se viaja cerca de la velocidad de la luz? ¿Sus electrones / protones aumentan de tamaño?

Cuando escuchas que la masa aumenta con la velocidad, la cantidad que aumenta se llama “masa cinética” o “masa relativista”. Hay un movimiento en física para abandonar este viejo uso, y usar el término masa para referirse exclusivamente a la “masa en reposo”. Entonces, algunas personas, al usar esta nueva terminología, le dirán que la masa no aumenta. Si le hubieras preguntado a un físico hace 50 años, todos habrían dicho que la masa aumenta. Entonces, el uso del lenguaje está cambiando con el tiempo.

A diferencia de algunos de mis colegas, encuentro que el viejo concepto de masa cinética es muy útil. Lawrence utilizó este concepto cuando inventó el calce para su ciclotrón, un método requerido para alcanzar alta energía.

[No tenía que hacer eso; él podría simplemente haber usado las ecuaciones para el impulso; pero de hecho pensó en términos de masa cinética. Era una forma muy intuitiva de pensar sobre las cosas.]

La masa cinética se definió por [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas], donde E es la energía total. En reposo, esto se convierte en [matemáticas] E = m_0c ^ 2 [/ matemáticas]. Es fácil mostrar que [math] m = \ gamma m_0 [/ math] donde [math] \ gamma = 1 / \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} [/ math].

La masa cinética aumenta porque la energía aumenta, y “la energía es equivalente a la masa”. El tamaño del protón en realidad disminuye, debido a la contracción de Lorentz; su volumen es menor por el factor [math] 1 / \ gamma [/ math].

Un objeto no aumenta de masa cuando viaja cerca de la velocidad de la luz. De hecho, en lo que respecta al objeto, está completamente quieto y es el resto del universo el que está viajando hacia atrás cerca de la velocidad de la luz. (De esto se trata la relatividad).

El impulso relativista de un objeto viene dado por la fórmula [math] p = mv / \ sqrt {1 – v ^ 2 / c ^ 2} [/ math] en contraste con la fórmula no relativista [math] p = mv [/ math]. Algunas personas pensaron que era una buena idea conciliar estas dos fórmulas inventando la “masa relativista”, [matemática] m ‘= m / \ sqrt {1 – v ^ 2 / c ^ 2} [/ matemática]. En términos de la masa relativista, el momento relativista es simplemente [math] p = m’v [/ math], por lo que la fórmula se parece a la fórmula no relativista.

Pero esto no significa que la masa del objeto haya aumentado. Simplemente significa que un observador, en relación con quien el objeto se mueve a una velocidad [matemática] v [/ matemática], si es lo suficientemente estúpido como para usar la fórmula no relativista para el momento, puede interpretar una medición de momento como un aparente aumento de masa .

Pero sí, este aparente aumento en la masa se aplica tanto al objeto como un todo y a sus partículas constituyentes: Entonces, si el observador midiera, por ejemplo, el momento de los protones individuales, esos también tendrían momentos relativistas que pueden interpretarse como Un aparente aumento de la masa.

Pero incluso si acepta esto, debe tener en cuenta que diferentes observadores medirán diferentes velocidades y, por lo tanto, diferentes masas aparentes, y la propia masa del objeto, en su propio marco de referencia, permanece sin cambios.

Los objetos en movimiento tienen energía cinética; cuanto más rápido se mueven, más energía cinética tienen. La energía es equivalente a la masa (E = mc²). De ahí proviene el aumento de la masa: cuando viajas cerca de la velocidad de la luz, tienes mucha energía cinética, tanta que se nota la masa equivalente. Normalmente no lo es, porque c² es un valor tan grande y [math] m = \ frac {E} {c ^ 2} [/ math]; entonces un Joule de energía cinética es equivalente a aproximadamente una billonésima parte de un miligramo. Para dar alguna perspectiva, un automóvil que se mueve a 70 mph tiene aproximadamente 20,000 J de energía cinética, y esa energía solo agrega veinte milésimas de miligramo a su masa total.

Eso es en pocas palabras. Pero permítanme abordar el error más probable que alguien puede cometer al leer lo anterior: la ecuación de energía cinética que aprendió en la escuela secundaria (KE = ½mv²) es solo una aproximación y no funciona a velocidades relativistas; una fórmula más precisa es [matemática] E = \ dfrac {m_0c ^ 2} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} [/ matemática] (donde [matemática] m_0 [/ matemática ] es la masa en reposo), que incluye tanto la “energía en reposo” (es decir, [matemáticas] m_0c ^ 2 [/ matemáticas]) como la energía cinética. Si lo desea, puedo mostrarle cómo obtener KE = ½mv² a partir de la ecuación de energía relativista; pero por ahora, solo diré que puedes, siempre que asumas velocidades no relativistas.

La forma en que lo veo, y los físicos me corrigen si me equivoco es esto. Si logras sentarte quieto y medir la masa de un objeto que en relación a ti viaja muy rápido (cerca de la velocidad de la luz), medirás su masa a medida que aumenta. Sin embargo, si viaja con ese objeto, su masa ha sido y sigue siendo la misma porque la está midiendo usted mismo. El concepto de relatividad es realmente bastante simple de entender como lo expuse. Muchas personas suponen que es muy complicado, pero si piensas en ello como he explicado anteriormente, eso es todo.

Momentum simula “masa”.

Piénsalo de esta manera. Digamos, una bala en reposo es 15 g (estándar .45). Tal como está, tiene una energía potencial de 15 g debido a la fuerza de la gravedad. Tíralo desde la altura de una segunda historia, te dolerá un poco si te golpea en su camino hacia abajo. Ahora, toma la misma bala algunas historias más arriba, todavía tiene la misma masa, pero tiene una energía potencial más alta y, si cae desde esa altura, te dolerá mucho más si te golpea.

Ahora, use la misma bala y luego tírela, de hecho, está transfiriendo energía a la bala. seguirá teniendo la misma masa, pero la energía que se le transfiere le da su movimiento y velocidad, y eso a su vez se traduce en impulso, haciendo que parezca que la bala es más pesada en tránsito. Ahora, toma la misma bala, cárgala en un arma y dispara, eso le dará más energía y más impulso, como tal, parece “más pesado” cuando golpea un objeto.

Eso es lo que es la masa relativista. Es simplemente impulso traducido como masa.

Debo contradecir todas sus respuestas existentes. MC Physics afirma que la masa de una partícula / átomos / molécula / materia proviene de la fuerza de carga electrostática total de sus monocargas. Por lo tanto, la carga y la masa están directamente relacionadas. Las cargas mono son cargas electrostáticas cuantificadas por tipo (+ o -) y fuerza de carga. Toda la materia está hecha de monocargos unidos.

La existencia misma de fotones reales requiere que la carga (y la masa) aumenten con la velocidad, especialmente la velocidad relativista de c. Eso es lo que causa las fuerzas eléctricas y magnéticas (EMF) oscilantes proyectadas de los fotones a medida que viajan. Este modelo de fotón real visto en el documento viXra:

http://vixra.org/pdf/1609.0359v1 …

No hay evidencia hasta la fecha de que las mono-cargas relativistas, partículas elementales (fotones, neutrinos, electrones o quarks) o partículas compuestas (protones) o materia unida más alta aumenten en tamaño volumétrico (es decir, se vuelvan “más grandes”), solo aumenten la carga. fuerza y ​​densidad de masa.

No; los relojes en el objeto en relación con usted parecen funcionar más lentamente, lo que hace que las masas parezcan viajar más lentamente hacia nosotros durante una cantidad dada de impulso transferido.

En relación con la masa, no hay problema con su masa inercial medida por sus relojes. Por lo tanto, esto nos parece que la masa ponderable es mayor, más inercia. Por lo tanto, nos parece tener un aumento de masa. Es solo un truco de dilatación del tiempo.

El Momento Newtoniano, por lo tanto, debe multiplicarse por el factor de dilatación del tiempo gamma.

Como puede Así es como se construye el universo. No, las partículas no aumentan de tamaño. Una forma de mirarlo con la mano es que la energía también tiene masa. En circunstancias normales, eso es tan pequeño como para ser insignificante. Pero a velocidades relativistas, la energía cinética de la materia agrega masa extra.

Los objetos realmente no se vuelven más pesados ​​a medida que avanzan más rápido. El efecto es puramente una característica cinética observada por las personas que ven la velocidad.

Entonces, los protones y electrones y demás no se mantienen del mismo tamaño.