Kako razumjeti formulu E = MC2: 7 koraka (sa ilustracijama)

U jednom od njegovih revolucionarnih naučnih radova, objavljeno 1905. godine, Albert Einstein predložio je formulu E = MC, gdje je E energija, m - masa, c - brzina svjetlosti u vakuumu. Od tada je postala jedna od najpoznatijih formula na svijetu. Čak su i ljudi, daleko od fizike, barem jednom čuli za ovu formulu i o važnom ulogu koja igra u našim idejama o svijetu oko sebe. Međutim, ne razumiju svi što tačno ta jednadžba znači. Jednostavno rečeno, ova formula izražava ekvivalentnost energije i mase, međusobno povezane jednostavnim omjerom. Ovo je omjer koji je promijenio našu ideju o energiji pronašla je široku praktičnu primjenu.

Korake

Dio 1 od 2:

Značenje formule

jedan. Razmotrite vrijednosti uključene u jednadžbu. Da biste prvo razumjeli bilo koju formulu, treba odrediti koje vrijednosti u njemu. U našem slučaju E je energija, m - masa i c - brzina svjetlosti.

Brzina svjetlosti u vakuuu je stalna vrijednost, približno jednaka 3,00x10 metara u sekundi. S obzirom na temeljna svojstva energije, ugrađena je u kvadrat: tijelo koje se kreće dvostruko brže, ima četiri puta više energije.
Brzina svjetlosti je stalna, jer ako nekom vrstu tijela pretvorite u čistu energiju, ova će se energija kretati brzinom svjetlosti.

Slika pod nazivom Razumijevanje E = MC2 Korak 2

2. Razmotrite koncept energije. Postoji mnogo vrsta energije, uključujući toplotnu, električnu, hemijsku, nuklearnu i tako dalje. Energija se može premjestiti iz jedne vrste u drugu, a razna tijela ili sustavi mogu razmjenjivati energiju. Glavna jedinica energije poslužuje Joule (J).

Energija ne može nestati bez traga ili se pojaviti iz ničega, to uzima samo razne oblike. Na primjer, ugljen ima veliki broj potencijalne energije, što se pretvara u termičko za sagorijevanje.

Kinetička energija bilo kojeg tijela proporcionalna je masi pomnoženom s kvadratom brzine. Ukupna energija tijela jednaka je njegovoj masi pomnoženom sa kvadratom brzine svjetlosti u vakuumu.

Slika pod nazivom Razumijeti E = MC2 Korak 3

3. Razmotrite koncept mase. Tjelesna težina definirana je kao broj njegove tvari. Masa i težina treba razlikovati. Težina je moć gravitacije koja djeluje na tijelu, dok je masa količina tvari koja se nalazi u ovom tijelu. Tjelesna težina može se mijenjati samo ako se promijeni, a težina ovisi o gravitacijskom polju u kojem je ovo tijelo. Masa se mjeri u kilogramima (kg), a težina u Newtonu (H).

Poput energije, masa ne može nastati iz ničega niti nestati bez traga, ali može promijeniti oblik. Na primjer, kocka leda može kositi i pretvoriti u vodu, ali masa tvari se neće promijeniti.

Slika pod nazivom Razumijeti E = MC2 Korak 4

4. Energija i masa su ekvivalentni. Ravnopravnost koja se razmatra ukazuje na to da je energija ekvivalentna masi, a od nje možemo odrediti koliko energije se nalazi u određenoj masi supstanci. Karakteristično je da čak i u maloj masi sadrže veliku količinu energije.

2. dio 2:

Praktična primjena formule

jedan. Što čini korisnu energiju? BOŠto se više energije konzumira od nas raspoređuje tokom sagorijevanja uglja i prirodnog plina. Istovremeno, oslobađa se energija njihovih valentnih elektrona (nepošteti elektroni u vanjskim elektronskim školjkama atoma) koji su uključeni u veze s drugim hemijskim elementima. Kada se zagrijavaju, ove se obveznice uništavaju, a energija koja se koristi u razne svrhe oslobađa se.

Ova metoda proizvodnje energije nije baš efikasna i sasvim štetna za okoliš.

Slika pod nazivom Razumijeti E = MC2 Korak 6

2. Razmislite o Einsteinu jednadžbi kako biste pronašli efikasnije izvore energije. Od ravnopravnosti E = MC vidimo da se mnogo više energije zaključuje unutar atomskog jezgara, a ne u vanjskim valentnim elektronima. Sa cijepanjem atomskog jezgra razlikuje se mnogo više energije nego kada su elektroničke veze slomljene.

Nuklearna snaga zasniva se na ovom zakonu. U nuklearnim reaktorima postoji propadanje (cijepanje) atoma, u kojima se razlikuje velika količina energije.

Slika pod nazivom Razumijeti E = MC2 korak 7

3. Mnoge tehnologije temelje se na einstein jednadžbi. Formula E = MC dovela je do razvoja mnogih novih tehnologija, bez kojih se modernog svijeta ne može podnijeti:

U positronu emisiju tomografije, fenomen radioaktivnosti koristi se za viđenje unutrašnjih organa osobe.

Einstein jednadžba omogućila je razvoj satelitske mobilne komunikacije.

Na osnovu Ainstein Formula Radio Carbon analiza omogućava vam uspostavljanje starosti drevnih objekata.

Nuklearna snaga je čistiji i efikasan način proizvodnje energije.