Enunciado

Usando as transformações de Lorentz para energia e quantidade de movimento, prove que, se v c → = c 2 E P → é a velocidade do sistema em relação a um observador O , e se a velocidade do sistema, em relação a outro observador O ' que se move relativamente a O , com a velocidade V , ao longo do eixo X , é v c ' → = c 2 E ' P ' → , então v c → , v c ' → e V → estão relacionados pelas Eqs. ( 6.36 ) para transformações de velocidades. Prove também que, se v ' c =   0 (ou P '   =   0 ), então v c → = V → . Essa foi uma de nossas hipóteses básicas na Seç. 11.9 quando definimos a velocidade do sistema. Daí vemos que a teoria desenvolvida é consistente com a transformação de Lorentz.

Passo 1

E aí, beleza?? Da transformada de energia e momento, temos:

E ' = γ V E - V   P x = γ V E 1 - v c x V c 2 = γ v c ' m c 2

Logo:

γ V E γ v c ' m c 2 = 1 1 - v c x V c 2

Ainda temos que:

p x ' = γ V p x - V E c 2 = γ V E c 2 v c x - V = γ v c ' m v c x '

Logo:

v c x ' = γ V E γ v c ' m c 2 v c x - V

Portanto:

v c x ' = v c x - V 1 - v c x V c 2

Passo 2

Para os eixos transversais, temos:

p y ' = p y ∴ γ v c m v c y = γ v c ' m v c y '

Logo:

v c y ' = γ v c v c y γ v c '

Utilizando a transformada do γ , vem:

v c y ' = γ v c v c y γ v c γ V 1 - v c x V c 2 = v c y γ V 1 - v c x V c 2

Ou seja:

v c y ' = v c y γ V 1 - v c x V c 2

E para o eixo z , analogamente, chegamos em:

v c z ' = v c z γ V 1 - v c x V c 2

Como queríamos demonstrar.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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