带电体在狭义相对论框架下的牛顿第三定律
综合物理
2021-05-13 v1
摘要
牛顿第三定律指出，任何作用都受到大小相等、方向相反的反作用。因此，在不承受外力的系统中，总力为零。然而，根据相对论原理，信号传播速度不能超过光速。由于同时性的相对性，作用与反作用不能同时产生。因此，在给定时刻总力不可能为零。在先前论文\cite{MTAY1}中，我们已表明牛顿第三定律在分布式系统中不能严格成立，其中不同部分彼此相距有限距离。这是由于信号传播速度有限，且不能超过真空中的光速。两个具有时变电流的电流环的具体例子表明，系统中总力的求和并不为零。该分析引出了相对论引擎的设想\cite{MTAY3,AY1}。由于系统在有限时间内受到总力作用，系统获得了机械动量与能量。于是问题随之而来：我们如何调和动量守恒与能量守恒定律。动量守恒问题已在\cite{MTAY4}中讨论，而有关能量守恒的初步结果在\cite{AY2,RY,RY2}中讨论。先前的分析依赖于物体为宏观电中性这一事实，即每个体积元中电子与离子数量相等。此处我们放宽该假设并研究带电体，从而分析一种可能的电相对论引擎所受到的后果。
引用
@article{arxiv.2105.05681,
title = {Newton's Third Law in the Framework of Special Relativity for Charged Bodies},
author = {Shailendra Rajput and Asher Yahalom},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.05681},
year = {2021}
}
备注
32 pages, 6 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2004.14169