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Si consideri l'equazione dello spazio-tempo di Minkowski: 
Dividendo entrambi i membri per il il tempo si ottiene: 
Sostituendo ora il tempo, che corrisponde a quello relativo, con quello proprio 
risulta l'equazione della quadrivelocità, ossia la velocità che ha per componenti le tre dimensioni spaziali e quella temporale, parallela allo spostamento invariante ds 
Moltiplicando entrambi i membri per la massa al quadrato m^2 si ottiene la relazione tra le quantità di moto delle tre velocità: 
da cui risulta che la quantità di moto della parte temporale è uguale alla somma vettoriale tra la parte spaziale e la parte quadrimensionale. Nella parte temporale la quantità di moto rappresenta il quoziente tra l'energia e la velocità della luce, e da questa condizione è possibile ottenere la seguente relazione: 
la quale corrisponde all'energia totale di un corpo in moto. Per v=0 l'energia diventa 
che è chiamata energia della massa a riposo.
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