根据狭义相对论中的洛伦兹变换编写C语言程序计算r(0<r<1)倍光速下（沿X轴传播）物体的长短变化、质量变化与时间的变化情况

在狭义相对论中，洛伦兹变换描述了在高速运动下的物理量相对于静止观察者的变换。对于一个沿着X轴以速度v接近光速c运动的对象，长度收缩（Lorentz contraction）、时间膨胀以及质量的增加是基本的效应。我们可以用简单的数学公式来表示：

1. 长度收缩（Δx）：
\[ \Delta x = \frac{\Delta x'}{\sqrt{1 - (\frac{v}{c})^2}} \]
其中，\(\Delta x'\)是在惯性参考系中测量的初始长度。

2. 时间膨胀（Δt）：
\[ \Delta t = \frac{\Delta t'}{\sqrt{1 - (\frac{v}{c})^2}} \]
时间变慢了，与静止时间相比会更长。

3. 质量增加（m）：
\[ m = \gamma m_0 \]
其中 \( m_0 \) 是静止质量，\( \gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - (\frac{v}{c})^2}} \) 是伽马因子，表示相对论质量比。

要编写一个C语言程序来计算这些变化，首先需要定义变量，然后进行计算。下面是一个简单的示例程序结构：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define C 299792458  // 光速

double lorentz_factor(double v) {
    return 1 / sqrt(1 - pow(v / C, 2));
}

void calculate_transformations(double initial_length, double initial_time, double initial_mass, double velocity) {
    double contracted_length = initial_length / lorentz_factor(velocity);
    double time_dilation = initial_time / lorentz_factor(velocity);
    double relativistic_mass = lorentz_factor(velocity) * initial_mass;

    printf("长度变化：%.6f\n", contracted_length - initial_length);
    printf("时间变化：%.6f -> %.6f\n", initial_time, time_dilation);
    printf("质量变化：%.6f -> %.6f\n", initial_mass, relativistic_mass);
}

int main() {
    double r; // 介于0到1之间的比例
    double velocity;
    
    printf("请输入光速的r倍率 (0<r<1): ");
    scanf("%lf", &r);
    velocity = r * C;

    double length = 1; // 假设初始长度为1单位
    double time = 1; // 假设初始时间为1秒
    double mass = 1; // 假设初始质量也为1千克

    calculate_transformations(length, time, mass, velocity);

    return 0;
}