Мы рассмотрели исключительно пространственно-временные соотношения, кинематику теории относительности. Теперь ознакомимся с релятивистской динамикой.
Степени взаимодействия одного тела с другим есть сила. Масса тела вводится как индивидуальная стала характеристика, измеряется инертностью тела. Важным этапом в развитии механики стало введение более абстрактных понятий: импульса (р = ти) и кинетической энергии тела (Е = mv2 / 2).
Импульс и кинетическая энергия - две разные меры движения. Кинетическая энергия как величина скалярная характеризует движение только с количественной стороны, импульс как величина векторная показывает еще и направление движения. Классическая динамика основывается на втором законе Ньютона, который утверждает, что изменение импульса пропорциональна действующей силе и происходит в направлении действия силы. Несохранение силы при переходе от одной инерциальной системы к другой обусловлено тем, что длины отрезков в направлении движения и промежутки времени, от которых зависят силы, меняются. Итак, в релятивистской динамике, как и в ньютоновской, импульс материальной точки пропорционален ее массе m и совпадает по направлению со скоростью v этой точки. Однако в отличие от ньютоновской динамики импульс материальной точки является нелинейной функцией ее скорости.
При этом принято считать, что масса m не зависит от скорости материальной точки и тем самым является инвариантной относительно выбора систем отсчета. Если v «с, то выражение (14.22) практически равна ти, т.е. совпадает со значением импульса материальной точки в ньютоновской механике. Импульс р, выраженный формулой (14.22), иногда называют релятивистским импульсом материальной точки *.
Таким образом, в релятивистской области между импульсом тела и скоростью уже нет пропорциональной зависимости, а существует более сложная зависимость, которая выражается формулой (14.22). В отличие от ньютоновской механики сила F, действующая на материальную точку, не инвариантна относительно выбора инерциальной системы отсчета. Правила преобразования компонент силы при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой можно получить из условия лоренц-инвариантности уравнения (14.23). При малых скоростях (v «c) уравнения (14.23) практически совпадает с основным уравнением ньютоновской динамики (2.7). Однако с увеличением скорости материальной точки ее импульс растет быстрее, чем изменяется скорость.