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Titolo: Rapporto massa e velocità della luce. Chi mi aiuta?

Cari amici,
   la mia professoressa di chimica ha posto una spinosa questione in
classe. Visto che non ne andavamo fuori chiedo gentilmente il vostro
supporto.
La prof sostiene che la massa, avvicinandosi alla velocità della luce,
tende ad aumentare, quando inizialmente aveva sostenuto che la massa
diminuisce. O forse ancora la massa rimane invariata (considerando però
che una parte si trasforma in energia)?
Ringrazio tutti coloro i quali avranno la gentilezza di rispondermi
direttamente all'email.
Letizia Silvestri
via                            
pdl...@netics.it

Tony de Longhi ha scritto nel messaggio ...

Innanzitutto bisogna precisare di quale processo si stia parlando. La
questione va vista comunque sotto un ottica relativistica ( relatività
ristretta): se il processo è quello di fornire energia ad una particella di
massa m al fine di variarne la velocità v ( accelerala) allora la risposta
iniziale della tua prof. è completamente errata, in quanto da considerazioni
relative all' eq. E=mc^2 si deduce che nessun oggetto dotato di massa m
(piccola a piacere ma diversa da 0) può non solo uguagliare la velocità c
della luce ma neppure raggiungerla. Se invece il processo analizzato è
quello di un urto fra particelle che si muovono a velocità prossime a quella
della luce allora la questione cambia: nell' urto infatti dovendosi
conservare determinate quantità fisiche si riscontra che la massa non varia
( come si dice la massa a riposo m* è un invariante relativistico) nel senso
che la relazione di ugualianza massa-energia da a questa affermazione.
Saluti
Adriano Amaricci
amar...@tiscalinet.it

Adriano Amaricci ha scritto nel messaggio
- Se invece il processo analizzato è
-quello di un urto fra particelle che si muovono a velocità prossime a
-quella
-della luce allora la questione cambia: nell' urto infatti dovendosi
-conservare determinate quantità fisiche si riscontra che la massa non varia
-( come si dice la massa a riposo m* è un invariante relativistico) nel
-senso
-che la relazione di ugualianza massa-energia da a questa affermazione.
Me lo spieghi meglio l'urto tra particelle a velocità relativistiche?
Chissà che non possa farmi capire meglio 'sta benedetta RR.
Ciao, Mauro.

 via
Ciao Biagio
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sul messaggio, ciao Biagio


In verità l' urto tra oggetti ( preferisco non usare il termine "particelle"
per non creare equivoci con le particelle nucleari e sub... che necessitano
di conoscenze che purtroppo ancora non conosco, anche se poi per necessità
tali oggetti sono identificati con particelle, data le loro velocità ) che
si muovono a velocità prossime a quelle della luce non è così semplice come
ho schematizzato. Non so a che livello è la tua conoscenza della fisica, do
per scontata una conoscenza generale della meccanica classica, riporto però
per completezza il 3° principio della d. che sarà utile nella spiegazione:
"In un sistema inerziale si conservano: la quantità di moto Q ed il momento
angolare K di un sistema materiale libero". E dato che durante l' urto
qualunque sistema si puo considerare libero ....
Ora in RR come nella mec. cl. agli oggetti sono associate delle n-uple di
numeri, dove n indica il numero delle dimensioni che in RR sono 4 ( lo
Spazio-tempo da non considerare come un affiancamento della dimensione
temporale alla tridimensionalità spaziale ma come un tuttuno) nasce così il
"qudrivettore" posizione degli eventi nello spazio-tempo ( evento =
oggetto ). Al posto del vettore quantità di moto si costruisce il
quadrivettore "impulso-energia" cosi definito (q1,q2,q3,mc). Il modulo
quadrato di ognuno di questi due quadrivettori ( come del resto per ogni
quadrivettore ) è un invariante relativistico, nel senso che passando da un
sistema di r. ad un' altro non cambia ( al pari della distanza tra punti
nella mecc. clas. )
Adesso, dopo aver dato le dovute definizioni, analizziamo un urto.
Supponiamo che  le particelle A e B subiscano un urto dobbiamo distinguere
se l' urto è di tipo elastico o anelastico. In entrambi i casi  potendo
sempre scrivere  mc come E/c sappiamo dalla conservazione del quadrivettore
I-E che:
Pi = Pf  = P               con P somma dei quadrivettori i-e di A e B
                                   i  prima dell' urto; f dopo l'urto
Ei/c = Ef/c = E/c       come sopra
Cioè in sostanza l' energia e la quantità di moto totali prima e dopo l'
urto sono uguali ( bada bene totali cioè presi come somma su A e su B).
Infine: se l'urto è elastico dovendosi conservare l' energia si deduce che
la massa m° del sistema prima e dopo l' urto si conserva. Se l' urto è
anelastico la massa finale del sistema  m=(EiA+EiB)/c^2=E/c^2 può differire
dalla somma delle masse a riposo iniziali ( minore o maggiore): quella che
era enrgia cinetica si trasforma in massa o viceversa in virtù dell'
equivalenza tra massa ed energia. Un esempio tipico si ha nell' urto
completamente anelastico dove le particelle procedono dopo l' urto insieme,
attacate, con velocità del baricentro, e dove la massa m finale del sistema
è maggiore della somma delle masse A e B che prima dell' urto procedevano
staccate.
Scusa molto la mia prolissità    ( Anche per i moderatori )
Saluti Adriano
"Un topo non può cambiare il mondo solamente guardandolo" A Einstein
Saluti Adriano

Adriano Amaricci ha scritto nel messaggio
Grazie per la risposta.
Ciao, Mauro.