Relativistische Massenzunahme

Bewegt sich ein Körper immer schneller, dann nimmt dieser für den äußeren Betrachter an Masse zu. Dieses Phänomen lässt sich beispielsweise beobachten, wenn Elektronen in elektrischen Feldern auf sehr hohe Geschwindigkeiten gebracht werden. Die relativistische Massenzunahme ist auch der Grund, weshalb nichts schneller als die Lichtgeschwindigkeit sein kann, da die Masse, wenn sie immer näher der Lichtgeschwindigkeit kommt, immer und immer größer wird. Also bräuchte man auch immer mehr Energie, um die Masse weiter zu beschleunigen. Sobald theoretisch Lichtgeschwindigkeit erreicht wird, würde die Masse unendlich groß werden und man bräuchte also auch unendlich viel Energie, um sie weiter zu beschleunigen. Daher kann man nichts so schnell werden lassen.

Hier seht ihr die Massenzunahme mit steigender Geschwindigkeit.


Formel

Natürlich kann man auch die "neue" Masse des bewegten Objekts berechnen, nämlich so:

  • m = Masse des sich bewegenden Objekts
  • γ = Lorentz-Faktor
  • m0 = Masse des Objekts, wenn es ruht (sich also nicht bewegt)
  • v = Geschwindigkeit des Objekts
  • c = Lichtgeschwindigkeit

Beispielaufgabe

Ein 2000,0kg schwerer Satellit wird auf halbe Lichtgeschwindigkeit (also 150.000.000 m/s) beschleunigt. Wie groß ist seine relativistische Masse? 

 

Geg.:  m0=2000,0kg;   c=300.000.000m/s;   v=150.000.000m/s

 

Ges.:  m

 

Lsg.:  Setzt alles in die Formel ein und berechnet die Masse des sich bewegenden Satelliten:

A:  Der Satellit wiegt bei halber Lichtgeschwindigkeit 2309,4kg.