Будем искать выражение для импульса частицы в виде
,
Рассмотрим для этого неупругое столкновение двух одинаковых тел одно из которых покоится (в некоторой лабораторной системе отсчета
), а другое движется к нему со скоростью
. После столкновения тела слипаются и продолжают движение вместе с некоторой скоростью
, которую нам надо найти.
,
,
Закон сохранения импульса в проекции на первоначальное направления движения (которое мы выбираем качестве оси
) в лабораторной системе
,
Посмотрим теперь на то же столкновение из другой инерциальной системы
, которая движется относительно системы
со скоростью
В этой системе
,
,
,
В силу определенной симметрии
Применяя теперь закон сложения скоростей, мы можем связать
и
.
,
, откуда
Рассмотрим теперь то же столкновение в двух СО в которых ось x перпендикуляна направлению движения тел, причем система
движется со скоростью
относительно системы
.
В СО
В системе
Для проекций на ось
Поскольку
то
Запишем теперь закон сохранения импульса в системе
в проекции на ось
Это равенство должно выполняться при любом
, в том числе и при
, следовательно
.
Подставляя теперь
в
, получим
Подставляя в это выражение скорость
получаем
Таким образом выражение для импульса будет следующим