Un piccolo appunto di dinamica relativistica per rispondere coralmente a una domanda che mi è stata fatta varie volte. Ne abbiamo già parlato, ma non è mai ripetitivo ribadire i concetti essenziali della relatività
Questo breve articolo vuole solo mettere i puntini sulle “i” sulla polemica, sempre attiva, relativa alla massa relativistica. In poche parole, dimostriamo che ci possiamo permettere di parlare di massa che varia con la velocità anche se “fisicamente” potrebbe sembrare un controsenso. La massa relativistica è -forse- una costruzione di comodo che semplifica la trattazione della quantità di moto. Tuttavia, basta capire il suo significato e poi non vi è niente di male nel continuare ad usarla. Questo articolo, che ho tenuto nel cassetto, presenta un nuovo metodo di presentazione della faccenda, lasciando la massa quella che è. Restano grossi problemi interpretativi, come quelli del fotone che non avrebbe massa, ma avrebbe comunque quantità di moto... L'ho voluto recuperare per rispondere in qualche modo al commento sulla DR fatto dal nuovo amico Pippo.
Questo lungo articolo mette insieme tutti quelli apparsi sulla Dinamica Relativistica. In particolare, mostra come si arriva "facilmente" alla più celebre formula dalle Fisica e ci dà un'idea di quanto la Relatività Ristretta sia necessaria alla Meccanica Quantistica. Chiudiamo un altro pezzo fondamentale della fisica moderna, prima di affrontare la Relatività Generale. Dopo un po' di permanenza negli articoli in evidenza, si sposterà negli "approfondimenti".
Permettiamoci ancora un piccolo “scherzo”, richiamando la particella più strana e più simpatica dell’Universo: il fotone. Questo articolo conclude la dinamica relativistica, che, al più presto, metteremo tutta assieme negli approfondimenti.
Risolviamo il problema delle trasformazioni e ci accorgiamo che le formule sono esattamente le stesse che avevamo ottenuto trasformando t in t’ e x in x’.
Potevamo fermarci con l’articolo precedente. Tuttavia, non è male introdurre un QUIZ molto istruttivo. Anche senza tentare di risolverlo, è utilissimo seguirlo passo dopo passo. La soluzione alla prossima puntata.
Questo articolo vuole solo essere un piccolo assaggio di quello che un giorno vorrei descrivere con molta calma e attenzione. Un legame strettissimo tra relatività ristretta e meccanica quantistica che ha portato a conseguenze quasi impensabili. Così, un piccolo stuzzichino, tanto per gradire...
Fatemi arrivare al dunque in modo molto personale e “quasi” allegro e spontaneo. Abbiamo incontrato lungo il percorso nuove grandezze che dipendono dalla velocità. Grandezze che cambiano, cambiando sistema di riferimento. Ciò che viene conservato sono le loro leggi di … conservazione. D’altra parte siamo o non siamo nella relatività ristretta? Tuttavia, pensandoci bene, qualcosa che non cambia c’è e questo fatto implica un nuovo invariante che lega l’energia con la mia grandezza preferita.
Poche parole di intermezzo, prima del salto finale. Una piccola difesa delle formule che appaiono costantemente e un invito a ragionare su scala più ampia e comprendere come tutto sia stato veramente semplice, partendo solo e soltanto da qualche orologio sincronizzato e qualche asta rigida. Ricordate Einstein e Newton davanti alla commissione d’esame? Eravamo proprio all’inizio della relatività ristretta…
Le abbiamo studiate un po’ tutte, anche partendo solo dalla massa relativistica. Vale la pena, comunque, fare il procedimento inverso… (cosa che piacerà sicuramente a Umberto…), ossia dare per acquisita la formula dell'energia a riposo e vedere se, manovrandola adeguatamente, troviamo la massa relativistica.
Prima di proseguire con l'analisi della celebre formula e delle sue ripercussioni, dobbiamo dimostrare che essa ricade nella consueta formula newtoniana dell'energia cinetica, per valori piccoli della velocità. Non è difficile, basta ricordare uno sviluppo in serie che avevamo eseguito come esercizio...
Riflettiamo un po’ sulla nuova velocità, su quello che riesce a fare una forza e sulla fantasia scientifica. Un momento in cui tirare il fiato per poi lanciarsi verso la massa-energia , tante volte citata, ma, non sempre, veramente compresa.
Un paio di grafici illustrativi e un piccolo paradosso, proposto anch'esso da Feynamn, che introduce prepotentemente nell'equivalenza di massa ed energia (come vedremo meglio più in là).
Abbiamo appena iniziato la dinamica relativistica, ma forse è bene cominciare a misurarsi con lei e con la sua importanza globale che non è minimamente scalfita dalla sorella più giovane, ossia la relatività generale.
Questo esercizio non è assolutamente necessario per proseguire nella dinamica relativistica. E’ un “di più” che può essere utile per mettersi alla prova sulla RR e per prepararsi in anticipo alla discussione sull’uguaglianza tra massa ed energia, caposaldo einsteiniano. In questo “quiz” vogliamo fare qualcosa di molto simile a quanto ottenuto nell’ultimo capitolo sulla dinamica […]
Chi vuole divertirsi ancora un po’ (è del tutto facoltativo) può arrivare alla stessa conclusione, utilizzando il ragionamento fatto da Feynman. E’ sicuramente un metodo più rapido, senza formule noiose, ma comporta un ragionamento finale sul risultato che potrebbe causare una qualche confusione nei meno attenti e concentrati. Sicuramente, è geniale come tutto ciò che ha fatto lui…
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