Hvad er massen, hvis proton, det rejser på 99,9 procent af hastighedslyset?

forståelse af koncepterne

* Særlig relativitet: Ved hastigheder tæt på lysets hastighed kommer principperne om særlig relativitet i spil. En af de vigtigste konsekvenser er, at massen af ​​et objekt øges, når dens hastighed nærmer sig lysets hastighed.

* hvilemasse: Massen af ​​en proton i hvile er ca. 1.6726 × 10^-27 kg.

* lorentz faktor (γ): Denne faktor tegner sig for den relativistiske stigning i masse og beregnes som:γ =1 / √ (1 - (V² / C²)), hvor 'V' er objektets hastighed og 'C' er lysets hastighed.

Beregning

1. Beregn Lorentz -faktoren:

* V =0,999C (99,9% af lysets hastighed)

* γ =1 / √ (1 - (0,999C) ² / c²) ≈ 22.366

2. Beregn den relativistiske masse:

* Relativistisk masse (M) =γ * hvilemasse

* M =22.366 * 1.6726 × 10^-27 kg ≈ 3,74 × 10^-26 kg

Konklusion

Massen af ​​en proton, der rejser med 99,9%, lysets hastighed er ca. 3,74 × 10^-26 kg. Dette er ca. 22 gange større end dens hvilemasse på grund af virkningerne af særlig relativitet.