#physics ## Вывод **Четырехмерная скорость** (4-скорость) частицы - [[Четырехмерные векторы|4-вектор]] $$\LARGE u^i=\frac{dx^i}{ds}$$ Замечаем, что: $$\LARGE ds=cdt\sqrt{1-v^2/c^2}$$(где $\LARGE v$ - обычная трехмерная скорость частицы). Поэтому: $$\LARGE u^1=\frac{dx^1}{ds}=\frac{dx}{cdt\sqrt{1-v^2/c^2}}=\frac{v_x}{c\sqrt{1-v^2/c^2}}$$ Таким образом: $$\LARGE u^i=(\frac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}}, \frac{\textbf{v}}{c\sqrt{1-v^2/c^2}})$$ ## Свойства 4-скорость - **безразмерная величина**! Компоненты 4-скорости не независимы. Замечая, что $\LARGE dx_i dx^i = ds^2$, имеем: $$\LARGE u^iu_i=1$$ Геометрически $\LARGE u^i$ есть единичный 4-вектор касательной к мировой линии частицы. Аналогично определению 4-скорости, вторую производную $$\LARGE w^i = \frac{d^2 x^i}{ds^2}=\frac{du^i}{ds}$$ можно назвать **4-ускорением** Дифференцируя $\LARGE u^i u_i = 1$, получаем: $$\LARGE u_i w^i=0$$ ![[Pasted image 20260116235501.png]] Это значит, что 4-векторы скорости и ускорения **взаимно ортогональны**. >[!Задача-пример] >![[Pasted image 20260117000544.png]] >![[Pasted image 20260117000555.png]]