La dinamica relativistica è un po' più complicata della semplice sostituzione $ m \rightarrow \gamma m $. Il fatto che il tempo sia "promosso" da parametro a coordinata rende le equazioni del moto "quadridimensionali", mentre quelle di Newton sono tridimensionali. Inoltre si può dimostrare (è un risultato piuttosto complicato, e senza tecniche avanzate non posso dare nemmeno l'idea di come ci si arriva) che la relatività ristretta è incompatibile con una dinamica che preveda "azioni a distanza": l'unica interazione che può esserci è "di contatto" (è quello che rende necessario introdurre il concetto di campo), quindi viene meno la necessità di mantenere il concetto stesso di forza, e questo è il motivo per cui nella maggior parte dei libri non vi si accenna nemmeno.
Provo a dare un'idea di cosa sia la dinamica relativistica e di come si trattano i campi elettromagnetici. Per maggiori dettagli potete guardare un paio di libri che fanno una trattazione non eccessivamente avanzata (ma che comunque richiede qualche nozione di algebra lineare e di analisi):
Goldstein, Classical Mechanics
Landau, Teoria dei Campi
D'ora in poi pongo $ c = 1 $, per comodità e perchè altrimenti prima o poi me ne dimentico.
Supponiamo che $ (x^0 = t, x^1,x^2,x^3) $ siano le coordinate di un determinato sistema di riferimento, che chiameremo "del laboratorio". Il tempo proprio di un corpo, cioè il tempo misurato in un sistema solidale col moto del corpo, è "definito" da $ dt = \gamma d\tau $. D'ora in poi il tempo proprio lo indicherò con $ s $. Possiamo allora definire alcuni quadrivettori: la traiettoria di una particella, "parametrizzata rispetto al tempo proprio", sarà descritta da 4 funzioni: $ x^i = x^i(s) $. Allora possiamo definire la quadrivelocità:
$ \displaystyle U^i = { dx^i \over ds} $
E il quadrimpulso : $ P^i = mU^i $
dove $ m $ è la massa a riposo... Quello che si può verificare facilmente è che, se $ \vec{v} $ è la velocità nel sistema di riferimento del laboratorio, allora
$ U^i = (\gamma, \gamma \vec{v}) $ e $ P^i = (E, \vec{p}) $, dove $ \gamma = {1 \over \sqrt{1 - v^2}} $.
Veniamo ora all'elettromagnetismo. Dobbiamo riscrivere anche questo in forma quadrimensionale: in realtà è la forma più naturale in cui scriverlo (tant'è che la relatività è stata sviluppata prima di tutto per risolvere le contraddizioni di meccanica classica ed elettromagnetismo). Per fare questo introduciamo il tensore elettromagnetico $ F_{ij} $ che si può scrivere nella forma
Prima di scrivere le equazioni del moto una questione di notazione: se ho due quadrivettori $ A^i, B^i $ il loro "prodotto scalare" è
$ \displaystyle A^iB_i = A_iB^i = \sum_{i=0}^3 g_{ij}A^iB^i $
con $ g_{ij} = g^{ij} $ (attenzione! l'uguaglianza vale solo in relatività ristretta, in realtà le due matrici - quella con gli indici in alto e quella con gli indici in basso - sono l'una l'inversa dell'altra) la matrice diagonale che ha come elementi della diagonale $ (1, -1, -1, -1) $. Sottolineo il fatto che nella notazione che adotterò è sottointesa la somma sugli indici ripetuti. Gli indici si alzano e abbassano in questo modo:
$ A^i = g^{ij}A_j $, $ B_i = g_{ij}B^j $
Detto questo, le equazioni del moto sono:
$ \displaystyle {dU^i \over ds} + eF^{ij}U_j = 0 $
dove $ e $ è la carica della particella. Se si fa uno sviluppo al primo ordine nella velocità si può dimostrare che questa equazione si riduce alla legge di Lorentz.
Ok... tutto questo (di cui non so quanto si sarà capito) per dire che non basta sostituire la massa nella legge di Newton: si vede (abbastanza bene credo) dalle equazioni del moto. Infatti la velocità dipende dal tempo proprio, di conseguenza l'equazione differenziale è non lineare in $ v $, infatti c'è un $ \gamma $ nella definizione della quadrivelocità. Quindi il modo in cui la relatività modifica le equazioni del moto è non banale; si vede anche bene come la componente temporale non possa essere "disaccoppiata" dal quelle spaziali.
Beh, ora avete le equazioni corrette... potete risolvere l'esercizio anche nel caso relativistico