Cum să înțelegeți E = mc2

Într-una din lucrările științifice revoluționare ale lui Albert Einstein publicată în 1905, formula E = mc²

conținut

Pași
Metoda 1Înțelegerea ecuației
Metoda 2aplicarea ecuației în lumea reală

a fost prezentată lumii, în care și reprezintă putere, m reprezintă masă și c, reprezintă viteza luminii în vid. Din acel moment, E = mc² a devenit una dintre cele mai cunoscute ecuații din lume. Chiar și oamenii care nu au experiență în fizică au auzit de ea și sunt conștienți de influența extraordinară pe care o are asupra lumii noastre. Cu toate acestea, majoritatea nu înțeleg exact sensul acestei ecuații. În termeni simpli, aceasta reprezintă corelația dintre energie și materie: în esență, ambele sunt interschimbabile. Această ecuație relativ simplă a schimbat modul în care ne gândim la energie și ne-a permis să facem numeroase progrese tehnologice.

pași

Metoda 1
Înțelegerea ecuației

Imagine intitulată Înțelegere E = mc2 Pasul 1

Determinați variabilele ecuației. Primul pas în înțelegerea oricărei ecuații este de a ști ce reprezintă fiecare variabilă. În acest caz, și reprezintă putere, m reprezintă masă și c, reprezintă viteza luminii în vid.

De fapt, viteza luminii, c, este o constantă care este de aproximativ 3,00 × 10⁸ metri pe secundă. Este pătrat din cauza proprietăților de bază ale energiei: un obiect care se mișcă de două ori viteza altui are de fapt de patru ori energia sa.
Viteza luminii este folosită ca o constantă deoarece, dacă transformăm un obiect în energie pură, se mișcă la acea viteză.

Imagine intitulată Înțelegere E = mc2 Pasul 2

Înțelegeți ce se consideră energie. Există multe forme de energie, inclusiv termice, electrice, chimice, nucleare și altele. Este transferat între sisteme care dau putere unuia dintre ele în timp ce îl ia pe celălalt. Unitatea de bază de energie este jououl (J).

Energia nu poate fi creată nici distrusă, ci transformată într-o altă formă. De exemplu, cărbunele au o mare cantitate de energie potențială care se transformă în termică când este arsă.
Energia unui obiect este egală cu masa sa înmulțită cu pătratul vitezei sale. În acest caz, viteza obiectului va fi egală cu cea în care se mișcă lumina.

Imagine intitulată Înțelegere E = mc2 Pasul 3

Definiți semnificația în masă. Masa este în general definită ca cantitatea de materie dintr-un obiect. Este important să înțelegeți că masa și greutatea sunt variabile diferite. Greutatea reprezintă forța gravitațională primită de un obiect în timp ce masa este echivalentă cu cantitatea de materie din el. Masa variază numai dacă obiectul este modificat fizic, dar greutatea se poate schimba în funcție de gravitatea în care se găsește. Masa este măsurată în kilograme (kg) și greutatea în newtoni (N).

Ca energie, masa nu poate fi creată sau distrusă, dar forma ei se poate schimba. De exemplu, un cub de gheață se poate topi în formă lichidă, dar va avea în continuare aceeași masă în ambele stări.

Imagine intitulată Înțelegere E = mc2 Pasul 4

Stabiliți că masa și energia sunt echivalente. Ecuația afirmă că masa și energia sunt același concept și ne spune cât de multă energie este conținută într-o anumită cantitate de masă. În esență, explică faptul că o mică parte din masă este umplută cu o cantitate mare de energie.

Metoda 2
Aplicarea ecuației în lumea reală

Imagine intitulată Înțelegere E = mc2 Pasul 5

Înțelegeți unde provine energia utilă. Cea mai mare parte a energiei utile provine din arderea cărbunelui și a gazelor naturale. Arderea acestor substanțe profită de electronii de valență (aceia care nu se compară în stratul exterior al atomului) și de legăturile pe care le fac cu alte elemente. Când se adaugă căldură, aceste legături se rup și energia eliberată este folosită pentru a aduce energie în lumea noastră.

Obținerea de energie în acest mod este ineficientă și destul de costisitoare pentru mediu.

Imagine intitulată Înțelegere E = mc2 Pasul 6

Aplicați ecuația lui Einstein pentru a face conversia energetică mai eficientă. Formula E = mc² ne spune că există mult mai multă energie stocată în nucleul unui atom decât în electronii de valență. Energia eliberată de fisiunea atomului este mult mai mare decât cea care rezultă din ruperea legăturilor electronice.

Forța nucleară se bazează pe acest principiu. Reactoarele nucleare provoacă fisiune (diviziunea atomilor) și apoi captează cantitatea imensă de energie care rezultă.

Imagine intitulată Înțelegere E = mc2 Pasul 7

Descoperiți tehnologiile existente datorită ecuației E = mc². Această formulă a făcut posibilă crearea a numeroase noi tehnologii interesante, unele dintre acestea fiind indispensabile vieții noastre moderne:

Toografia cu emisie de pozitroni utilizează radioactivitatea pentru a vizualiza interiorul corpului.
Această ecuație a permis dezvoltarea telecomunicațiilor cu sateliți și sonde.
Carbon dating utilizează decăderea radioactivă pe baza ecuației pentru a determina vârsta obiectelor foarte vechi.
Energia nucleară face posibilă existența unor surse de energie mai curate și mai eficiente în societatea noastră.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit