Quand l’élan relativiste est-il important ?
Lorsque v > ~0,1c (γ > ~1,005). Aux énergies du LHC (99,999 % c), γ ≈ 7 500 et l'impulsion relativiste est 7 500 × la valeur classique.
Calculez l'élan relativiste p = γmv, où γ = 1/√(1−v²/c²). Important à des vitesses proches de c.
p = γmv
| Symbole | Quantité | Unité SI |
|---|---|---|
| p | Dynamique relativiste | kg·m/s |
| γ | Facteur de Lorentz | sans dimension |
| m₀ | Masse de repos | kg |
| v | Vitesse | m/s |
| c | Vitesse de la lumière = 2,998×10⁸ | m/s |
→ Article sur la relativité restreinte
Conseils d’interprétation et d’utilisationCe calculateur d'impulsion relativiste est conçu pour des vérifications physiques rapides et un examen des problèmes résolus. Entrez les valeurs dans les unités indiquées à côté de chaque entrée, puis comparez le résultat avec la formule et le tableau des variables avant de l'utiliser dans une solution plus longue. La calculatrice fait le calcul, mais la physique dépend toujours du choix d'un modèle adapté à la situation.
Commencez par identifier le système, les quantités connues et la quantité que vous souhaitez rechercher. Si une valeur est donnée dans une unité non SI, convertissez-la avant la substitution. Une réponse numérique correcte avec des unités mixtes peut toujours être physiquement fausse, en particulier lorsqu'il s'agit d'unités au carré, de secondes inverses, de charges, de températures ou de distances.
La formule p = γmv est un modèle et non une description universelle de tous les cas possibles. Il suppose que les quantités dans le tableau des variables sont les quantités pertinentes pour le problème et que les effets cachés sont soit négligeables, soit déjà inclus dans les entrées. Si la friction, la traînée, les vitesses relativistes, les champs changeants, la température non constante ou les effets spécifiques à la géométrie sont importants, vérifiez si un modèle plus complet est nécessaire.
Utilisez le résultat pour vérifier la grandeur et les unités. Demandez si la réponse a le bon signe, si elle augmente ou diminue lorsqu'une entrée change et si les cas limites ont du sens. Mettre une entrée à zéro, doubler une quantité ou utiliser une valeur très grande suffit souvent à détecter un choix de formule ou une erreur d'unité avant d'atteindre une réponse finale.
Exemple travailléProton (m = 1,67×10⁻²⁷ kg) à v = 0,9c. Trouvez un élan relativiste.
Étape 1 : γ = 1/√(1−0.81) = 1/√0.19 ≈ 2.294
Étape 2 : p = 2,294 × 1,67 × 10⁻²⁷ × 0,9 × 3 × 10⁸
Réponse : p ≈ 1,04×10⁻¹⁸ kg·m/s (le classique donnerait 4,5×10⁻¹⁹)
Lorsque v > ~0,1c (γ > ~1,005). Aux énergies du LHC (99,999 % c), γ ≈ 7 500 et l'impulsion relativiste est 7 500 × la valeur classique.
Comme v → c, γ → ∞, donc p → ∞. Accélérer un objet massif vers c nécessiterait une énergie infinie.