12 bài tập Một số bài toán thực tế liên quan đến biểu thức có chứa căn thức bậc hai có lời giải

Trong thuyết tương đối, khối lượng m (kg) của một vật khi di chuyển với vận tốc v (m/s) được cho bởi công thức

12/12

Trong thuyết tương đối, khối lượng m (kg) của một vật khi di chuyển với vận tốc v (m/s) được cho bởi công thức m = \(\frac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\), trong đó m0 (kg) là khối lượng của vật khi đứng yên, c (m/s) là vận tốc của ánh sáng trong chân không.

a) Viết lại công thức tính khối lượng m dưới dạng không có căn thức ở mẫu.

b) Tính khối lượng m theo m0 (làm tròn đến chữ số thập phân thứ ba) khi vật chuyển động với vận tốc v = \(\frac{1}{{10}}\)c.

0/3000 ký tự
Giải thích

a) Ta có: m = \(\frac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\) = \(\frac{{{m_0}\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}{{1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}}}\).

b) Khi v = \(\frac{1}{{10}}\)c, ta có: \(\frac{v}{c} = \frac{{{m_0}\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}{{1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}}} = \frac{{\frac{1}{{10}}c}}{c} = \frac{1}{{10}}\).

Suy ra \(\frac{{{v^2}}}{{{c^2}}} = {\left( {\frac{v}{c}} \right)^2} = {\left( {\frac{1}{{10}}} \right)^2} = \frac{1}{{100}}\).

Thay vào m = \(\frac{{{m_0}\sqrt {1 - \frac{1}{{100}}} }}{{1 - \frac{1}{{100}}}} = \frac{{{m_0}.\sqrt {\frac{{99}}{{100}}} }}{{\frac{{99}}{{100}}}} = \frac{{10\sqrt {11} }}{{33}}m{}_0 \approx 1,005{m_0}\).

Vậy m ≈ 1,005m0 khi v = \(\frac{1}{{10}}\)c.